Loading...

Лечить астму помогут бактериофаги?

 

Перспективным объектом исследований, который может способствовать пониманию механизмов развития бронхиальной астмы, а также разработке принципиально новых методов ее лечения, является микробиом дыхательных путей. Изучение бактерий и вирусов, обитающих в дыхательных путях здоровых индивидов и больных астмой, а также их связи с иммунными функциями организма может подсказать пути коррекции микробиома с целью лечения астмы с использованием бактериофагов

В рамках большой программы научных исследований ЕС Horizon-2020 реализуется проект CURE - мультидисциплинарная инициатива, которая стартовала в 2017 г. Цель проекта – использование бактериофагов для восстановления баланса микробиоты дыхательных путей и нормализации таким образом иммунной функции у пациентов с астмой. К проекту привлечены ученые из Греции, Польши, Грузии, Швеции, Великобритании, Швейцарии, а также европейские ассоциации пациентов с заболеваниями дыхательных путей.

Идея исследования возможностей бактериофагов в лечении астмы возникла в результате наблюдения, что у пациентов с астмой в дыхательных путях обитает меньше фагов, чем у здоровых лиц. Какую же роль играют фаги? Возможно, они должны контролировать численность каких-либо бактерий в дыхательных путях, а, может, отсутствие фагов указывает на отсутствие бактерий, которые необходимы для здоровья дыхательных путей. Для выяснения этого и был инициирован проект CURE.

Планировалось, что на первом этапе проекту исследователи сравнят микробиомы дыхательных путей пациентов с астмой и здоровых людей. Кроме бактерий эти исследования должны были включать вирусы и взаимодействия вирусы-бактерии. На следующем этапе планировалось построить модель микробной экосистемы дыхательных путей и изучить влияние бактериофагов как на нее, так и на иммунную систему хозяина. Далее, на основе полученных данных, ученые планировали создать библиотеку бактериофагов, которые могли бы быть полезны в лечении астмы (эту часть проекта выполняет Институт бактериофагов имени Георгия Элиаві в Грузии). Наконец, планировалось создать фаговые коктейли, которые бы корректировали микробиом дыхательных путей пациентов с астмой и облегчали течение заболевания или, в идеале, излечивали его.

Весной 2020 г., в очередном отчете по проекту, авторы отметили, что половина пути уже пройдена. Они исследовали микробиомы дыхательных путей и их корреляцию с симптомами астмы и иммунным ответом у 60 пациентов с астмой и 30 здоровых добровольцев (контроль). У каждого участника пробы из дыхательных путей брали много раз для наблюдения за динамикой изменений в микробиомы.

Оказалось, что различия микробиомов дыхательных путей у разных людей более значительно, чем у одного человека в разные промежутки времени, то есть микробиом является «персонализированным». Доминантные семейства микроорганизмов (это около 10-15% всех видов в составе микробиома) и их соотношение остаются стабильными для каждого пациента. Но характерно, что для пациентов с астмой характерны большие вариации микробиома во времени, чем у здоровых лиц, у которых он относительно стабилен. Это согласуется с идеей о том, что, если здоровье связано со стабильностью, то болезнь имеет множество различных состояний. Наблюдение за динамикой микробиома у больных позволило исследователям выявить особенности, характерные для обострения астмы и его отсутствия.

В рамках проекта также изучали влияние фагов на дыхательные пути – и на целостность эпителиальных клеток, и на местные иммунные реакции. Было показано, что фаги не вредят структуре слизистой. В то же время, фаги активируют в дыхательных путях клетки неспецифического иммунитета, что может свидетельствовать о роли фагов в развитии иммунной толерантности.

Также идет создание библиотеки фагов, специфичных к бактериям, которые считаются важными в патогенезе астмы: представителей родов Moraxella, Acinetobacter, Streptococcus, Haemophilus и Staphylococcus. Уже выделены и охарактеризованы 30 новых бактериофагов. Был также разработан алгоритм для описания сети взаимодействий между бактериями и фагами, который позволяет прогнозировать круг бактерий-хозяев бактериофага.

Ближайшей задачей в проекте является создание компьютерной модели изменений микробиома дыхательных путей у лиц с астмой для прогнозирования влияния бактериофагов.

На сегодняшний день в большинстве стран Европы бактериофаги разрешены к клиническому использованию только в исключительных случаях, когда другие лекарства не работают. Но авторы проекта надеются, что успехи их исследований станут еще одним толчком к регуляторным изменениям и допущению фагов к широкому применению.

Источник: Sacher, J. (2020). Could phages cure asthma? Capsid & Tail, (76).