Ci salveranno nella crisi degli antibiotici? I fagi uccidono i batteri infettivi

Molti decessi in tutto il mondo si verificano ogni anno a causa di batteri resistenti agli antibiotici. Il proiettile d’argento per gli antibiotici è diventato obsoleto 90 anni dopo la loro scoperta. Nella ricerca di alternative, l’attenzione è rivolta a un trattamento che viene utilizzato da decenni, soprattutto nell’ex blocco orientale: la terapia dei fagi.

Gli scienziati lo hanno pubblicato solo all’inizio di quest’anno Analisi sistematica in The Lancet Sul “carico globale della resistenza batterica agli antibiotici”. Di conseguenza, solo nel 2019 circa 4,95 milioni di persone hanno perso la vita a causa di malattie legate alla resistenza agli antibiotici. Tra questi, 1,3 milioni di persone sono morte per le conseguenze dirette della resistenza agli antibiotici. I ricercatori hanno analizzato i dati su 369 malattie e lesioni in 204 paesi e territori. È l’unica conseguenza dello sviluppo della resistenza agli antibiotici Escherichia coli (E. coli) Nel 2019 sono morte circa 200.000 persone.

I medici stanno ora riscoprendo un trattamento in uso da molto tempo ma sconosciuto a molti: la terapia dei fagi. Utilizza i cosiddetti fagi per combattere le infezioni. Fu scoperto dal batteriologo inglese Frederick Torte e dal microbiologo franco-canadese Felix de Heerel più di un decennio prima della scoperta della penicillina nel 1928.

Un essere umano adulto ha 40 trilioni di batteri e 300 trilioni di fagi

“A causa dell’uso degli antibiotici, con la loro più ampia efficacia e facilità d’uso, l’uso dei fagi nei paesi occidentali è passato in secondo piano dopo la seconda guerra mondiale”, spiega il dott. Christian Kuhn, capo del National Phage Center presso l’Hannover Medical . la scuola. Nei cosiddetti paesi del blocco orientale – dove inizialmente non c’era un accesso diffuso agli antibiotici – si continuava ad utilizzare i fagi. Ad oggi, le istituzioni di questi paesi sono leader mondiali, in particolare il Georgi Eleva Institute di Tbilisi, in Georgia.

I germi sono virus che infettano e uccidono specificamente i batteri. Sono sempre intorno e dentro di noi. “Dove ci sono batteri, ci sono sempre fagi”, afferma Holger Zeer, capo della biotecnologia farmaceutica presso il Fraunhofer Institute for Toxicology and Experimental Medicine (ITEM). Un essere umano adulto è composto da circa 30 trilioni di cellule del corpo, 40 trilioni di batteri e 300 trilioni di fagi, afferma Christian Wylie, direttore della clinica di chirurgia traumatologica presso il Bundeswehr Hospital di Berlino. Questi virus non sanno cosa fare con le cellule umane, conoscono solo un bersaglio: i batteri. “L’infezione da zoonosi nelle cellule superiori è completamente inimmaginabile”, afferma Holger Zeer.

Mentre gli antibiotici agiscono come un’arma di distruzione di massa contro i batteri, i fagi attaccano solo un tipo di batteri, spesso solo un ceppo specifico di un tipo particolare, dice Zahr. I virus si attaccano a recettori specifici nella cellula batterica, che, come la chiave in una serratura, deve adattarsi perfettamente alle strutture del fago. Quindi immettono programmi riproduttivi mobili nella cellula, fino a quando la massa di virus appena prodotti fa esplodere la cellula batterica.

I fagi corretti devono essere trovati per ogni malattia

A causa della loro specificità, i fagi non distruggono nessun batterio importante per la salute, ad esempio nell’intestino, come nel caso degli antibiotici. Tuttavia, il problema con il trattamento è che è necessario prima trovare il fago appropriato per i rispettivi ceppi batterici del paziente. “Di solito più di un ceppo gioca un ruolo in un’infezione grave”, afferma Zahr. Varie sottospecie e sottospecie possono anche essere dominanti a livello regionale.

Ma dove puoi trovare i fagi giusti per combattere i patogeni? Spesso nelle fognature. In primo luogo, i batteri utilizzati contro i fagi vengono coltivati ​​in speciali piatti nutritivi. Quindi un campione di acque reflue viene posizionato su questo giardino batterico. Questo è chiamato test di decomposizione: se c’è un vacuolo che uccide i batteri, si crea un buco nel prato batterico – l’attaccante viene isolato da questo punto e si moltiplica in laboratorio.

Di solito il fago giusto può essere trovato rapidamente, afferma Wolfgang Beyer del National Phage Forum (NFP), che sta facendo ricerche all’Università di Hohenheim. Esempi dagli Stati Uniti suggeriscono che è possibile creare una terapia fagica per un paziente entro dieci giorni, afferma Christian Kuhn della Hannover Medical School. Durante il trattamento, è necessario monitorare se il batterio è ancora sensibile al fago. In un breve periodo di tempo, il germe può cambiare in modo tale che il fago inizialmente appropriato non possa combatterlo.

Il principale istituto Georgy Eliava del mondo di Tbilisi ha la maggior conoscenza ed esperienza, “la banca dei fagi dell’istituto contiene più di 1.000 fagi”, afferma Wolfgang Beyer. L’Istituto lavora principalmente con cinque miscele di fagi e una preparazione fagica per diagnosi comuni come infezioni delle ferite, infezioni gastrointestinali, urogenitali e dell’orecchio, del naso e della gola (ORL).

Ci sono successi iniziali con le infezioni polmonari in cui gli antibiotici falliscono

La ricerca sui fagi è stata ripresa anche in Occidente da diversi anni. “Dal momento che la comunità internazionale si è resa conto che il problema della resistenza agli antibiotici sarà associato a milioni di morti ogni anno”, afferma Bayer. Tuttavia, afferma Christine Rudd del Leibniz DSMZ Institute di Braunschweig, non ci sono ancora risultati da ampi studi clinici, come la ricerca sui farmaci, sui fagi che spesso possono essere usati solo individualmente. I singoli casi clinici, tuttavia, hanno mostrato successo. Le infezioni dei polmoni, ad esempio, che sono state curate per anni e dove gli antibiotici hanno fallito, sono state combattute con successo dai fagi.

Il 2017 è iniziato in Germania Progetto Phage4CureÈ un trattamento con disinfettanti inalatori contro i germi ospedalieri Pseudomonas aeruginosa Deve evolversi. Questo germe colonizza spesso i polmoni dei pazienti con fibrosi cistica. Kristen Rohde dice che la mia fase clinica dovrebbe iniziare a fine estate. A questo punto, la tolleranza viene testata su un piccolo numero di persone sane. Contrariamente a quanto accade di solito, esiste anche un gruppo di pazienti affetti da fibrosi cistica. “Se la prima fase avrà successo e i pazienti si sentiranno meglio, in Germania sarà stata raggiunta una vera pietra miliare nella terapia dei fagi”.

Il lavoro sul progetto ha mostrato una cosa, afferma Zahr, il cui team produce la soluzione fagica utilizzata: “I fagidi non devono essere sottovalutati in termini di complessità e coltivazione in laboratorio”. Ma c’è ancora molto da spiegare. Attualmente non esiste un quadro giuridico generale per l’uso terapeutico dei fagi in Europa, afferma il ricercatore Christian Wylie a Berlino. Le autorità di approvazione come l’Agenzia europea per i medicinali (EMA) e l’Istituto federale per i medicinali e i dispositivi medici (BfArM) hanno difficoltà con questo. “I ricercatori hanno aspettato per anni e né la produzione, né la purificazione e l’uso sono stati ancora regolamentati”, afferma Wolfgang Beyer del National Phage Forum (NFP).

Tra i paesi dell’Europa occidentale, il Belgio è all’avanguardia nel trattamento dei batteriofagi. Willy dice che è stato ampiamente utilizzato lì per circa 15 anni. Attivi anche Francia e Stati Uniti. Solo di recente è stato riportato un trapianto di polmone in un giovane paziente con fibrosi cistica, possibile solo con la terapia fagica. L’uomo ora ha 26 anni e conduce una vita normale, Ha detto sulla rivista Cell.

I batteri resistenti possono diventare nuovamente sensibili agli antibiotici attraverso i fagi

Il secondo progetto tedesco, oltre a “Phage4Cure”, si basa anche sulla produzione individuale dei singoli pazienti: Il progetto “PhagoFlow” è stato realizzato presso il Bundeswehr Hospital di Berlino. Qui devono essere affrontate diverse malattie causate da diversi agenti patogeni, spiega il project manager Willie. Per quanto riguarda lo stato del progetto, ha affermato: “La decisione dell’Ispettorato del commercio di collaborare con BfArM è ancora in sospeso”. La lotta per ottenere i permessi è una lunga lotta. “Potremmo essere molto più avanti nei progetti tedeschi”, afferma Wiley. Spera che ci sia una soluzione entro giugno. Successivamente, i primi pazienti possono essere trattati dalla seconda metà dell’anno.

Ma anche se approvata, la terapia fagica non sarebbe una soluzione in tutti i casi. Secondo i ricercatori, ci sono punti del corpo che i fagi non possono raggiungere. Tra le malattie difficili da curare ci sono la tubercolosi e la borreliosi perché i patogeni si nascondono nelle cellule del corpo. In futuro, la combinazione di fagi e antibiotici potrebbe essere particolarmente promettente, sulla base di quella che viene chiamata sinergia fago-antibiotico (PAS). Secondo il ricercatore berlinese Christian Wylie, è stato dimostrato che i batteri resistenti di un paziente possono diventare nuovamente sensibili agli antibiotici se il paziente è stato precedentemente trattato con fagi. (dpa/va, blz)