Джессіка Снайдер Сакс - Мікроби гарні та не дуже. Здоров’я і виживання у світі бактерій

пневмоній у людей. «Проста здатність деколонізувати дітей та людей похилого віку від пневмококів може врятувати багато життів і запобігти багатьом отитам», – каже він. Найкраще, мабуть, те, що пневмококовий лізин Фіскетті не чіпає «хороших» стрептококів, таких як Streptococcus salivarius та Streptococcus vestibularis, що допомагають не пускати до організму їхніх більш проблемних родичів.

Використання фагових лізинів замість цілих вірусів також дозволяє уникнути небезпеки обміну генів та імунних відповідей. При цьому імунна система не вичищає з організму дрібних молекул на кшталт лізинів, тому вони можуть затримуватись у тканинах дуже подібно до традиційних антибіотиків. Фіскетті каже, що за десять років своєї роботи з лізинами він нечасто бачив, щоб бактерії виробляли до них стійкість. «Ми всіляко намагалися їх до цього спонукати», – каже він, описуючи експерименти, що створювали умови для стійкості шляхом впливу на бактерії низькими концентраціями, а потім шукали частково стійких серед тих, що вижили. «Однак ніколи не слід недооцінювати бактерії, – попереджає він. – Стати стійкими до лізинів бактеріям, може, і складніше, ніж до традиційних антибіотиків, але все одно так буде».

Що ж до того, коли можна буде побачити лізинові антибіотики, якщо це таки станеться, – Фіскетті сподівається, що він має інвесторів, необхідних для початку випробувань на людях у наступні кілька років. На його користь говорить те, що він уже має понад два десятки патентів на ці речовини, серед них широкий патент на використання будь-яких фаголітичних ферментів для запобігання інфекціям шляхом «деколонізації» проблемних мікробів людської шкіри, слизових оболонок або кишкового тракту.

Фіскетті пророкує, що найбільш перспективним використанням для цілих фагів стане викорінення стійких до лікарських засобів бактерій за межами організму, наприклад у лікарнях та пологових будинках. Дослідники компанії Intralytix якраз і розробляють такий заряджений фагами препарат для очищення, націлений, зокрема, на лістерію. За словами Сулаквелідзе, цей спрей буде ідеальним для використання на підприємствах харчової промисловості, особливо з метою знезараження відомих місць скупчення бактерій, таких як системи кондиціонування повітря та водостоки. «Дуже часто навіть високі концентрації хімікатів нездатні знищити бактерії в цих місцях, – пояснює він. – Лістерія просто весь час повертається». У таких ситуаціях цілий фаг може мати явну перевагу над його хімічними лізинами, бо вірус може зберігатись і розмножуватись, доки матиме бактерій для зараження.

Компанія Intralytix отримала дозвіл державних регуляторних органів на тестування одного з її протилістерійних засобів на птахопереробних підприємствах і вже навіть мала досвід співпраці зі Службою сільськогосподарських досліджень США для перевірки фагових спреїв та змивок на заражених лістерією та сальмонелою продуктах – з неоднозначними результатами. Тим часом інші дослідницькі команди пробували використовувати фаги для зниження бактеріального зараження м’яса – найуспішніше, коли розпилювали їх по поверхні сирої яловичини, птиці та свинини. Менш ефективними виявились експерименти, що передбачали згодовування фагів тваринам безпосередньо перед забиттям.

Кокони та жаб’ячий слиз

Приблизно в той самий час, коли західна наука заново відкривала для себе фаготерапію, наукові журнали заполонили повідомлення про ще одного «природного» вбивцю бактерій. Антимікробні пептиди складаються з крихітних ланцюжків амінокислот – як у білків, тільки менших. До 1981 року вони повністю губились серед багатьох складніших антибактеріальних хімікатів у сльозах, слизу та інших рідинах тіла. Але того року шведський мікробіолог Ганс Боман виділив два антимікробні пептиди (АМП) зі сплячої лялечки гігантського шовкопряда Hyalophora cecropia, назвавши їх цекропінами на її честь. Цекропіни Бомана вбивали широке розмаїття бактерій, але виявились абсолютно нешкідливими для небактеріальних (еукаріотичних) клітин. Це захопливе відкриття допомогло пояснити, як комахи та інші безхребетні тварини протистоять інфекції без антитіл, Т-клітин та B-клітин, що надають сил більш «адаптивній» імунній системі вищих тварин. Через чотири роки патолог із Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі Роберт Лерер виявив, що люди – а ймовірно, й усі форми багатоклітинного життя – виробляють АМП також. Зокрема, він знайшов їх упакованими всередині імунних клітин, що пожирають бактерії, відомих як нейтрофіли. Він назвав ці людські АМП «дефензинами».

Ідея умисного використання АМП як препаратів для боротьби з бактеріями прийшла наступного року, 1986-го, до добросердого дослідника з Національного інституту охорони здоров’я, який мав звичку зашивати своїх лабораторних жаб, а не викидати їх після того, як дістане з них ікру. Майкл Заслофф вивчав експресію генів, використовуючи зручні для цього товсті й прозорі ікринки африканської шпоркової жаби. Після анестезії самиці та хірургічного видалення в неї ікри він витрачав кілька секунд, аби нашвидкуруч зашити розріз і засунути жабу назад у темний акваріум до її сестер. Одного дня, дістаючи з зеленої води кілька старих дохлих жаб, Заслофф зупинився, зацікавившись дивною формою тих, що побували під його ножем. Він не стерилізував свої скальпелі й не чистив акваріум хоч із якоюсь регулярністю, проте розрізи цих жаб гарненько зажили без найменших ознак запалення. Заслофф запідозрив, що слизиста шкіра амфібій, мабуть, містить якусь особливо потужну версію цекропінів Бомана або дефензинів Лерера.

Він заявив, що, подрібнивши шкіру кількох принесених у жертву жаб, виділив із неї два антимікробні пептиди, що мали ширший та потужніший антибіотичний ефект, аніж будь-що відоме науці раніше. Він назвав їх магайнінами, від єврейського слова «щит», і в 1987 році опублікував свої результати з великим успіхом. Як і фаготерапія, антимікробні пептиди швидко привернули увагу преси. Спочатку в The New York Times з’явилося схвальне повідомлення про їхнє дослідження, а потім там опублікували велику редакторську статтю, де роботу Заслоффа ставили на один щабель не лише з Александром Флемінгом, відкривачем пеніциліну, але й з Говардом Флорі та Ернестом Чейном – людьми, які витратили десятиліття для перетворення пеніциліну на дієвий антибіотик. «Скориставшись величезною потугою сучасних біологічних технік, д-р Заслофф пройшов усі етапи самотужки, за один-єдиний рік», – писали редактори, зазначаючи, що це відкриття просто не могло знайти кращого часу для порятунку людства від дедалі більшої кризи зі стійкістю до антибіотиків. «Навіть якщо буде виконано лише частину того, що обіцяє його лабораторія, – ішлося в кінці статті, – д-р Заслофф створить чудового наступника пеніциліну».

Подальші дослідження показали, яким чином антимікробні пептиди дають волю вибірковому знищенню: маючи слабко позитивний електричний заряд, вони притягуються до негативно зарядженої зовнішньої поверхні оболонки бактерій, але не до відносно незаряджених оболонок клітин тварин. Щойно вони прилипають до поверхні мікроба, пептиди змінюють свою форму так, що пронизують оболонку клітини. Поцяткована такими отворами, бактерія помирає від протікання, хоч і у зворотному напрямку – напливу води з її зовнішнього середовища.

Заслофф відчував, що знайшов справжню ахіллесову п’яту мікробів. «Попри їхнє давнє походження, антимікробні пептиди залишились ефективною оборонною зброєю, розбиваючи загальне переконання, що бактерії, гриби та віруси можуть і будуть виробляти стійкість до будь-якої можливої речовини», – оголосив він. Здавалося, для набуття стійкості до цих пептидів бактеріям необхідно фундаментально змінити фізичну структуру своїх оболонок, щоб змінити їхній електричний заряд, а Заслофф та інші вважали це майже неможливим. Подібна зарозумілість, схоже, спокушала долю, однак дослідження Заслоффа її підтверджували.

Не гаючи часу, Заслофф та його інвестори створили приватну компанію для фінансування випробувань на пацієнтах. Як лікарняний педіатр, а також