Odkryj potencjał
Bakteriofagów
Proteon wykorzystuje wyjątkowe właściwości produktów bakteriofagowych do kształtowania środowiska sprzyjającego rozwojowi korzystnej mikroflory. W dobie narastającej oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe (AMR), bakteriofagi stanowią obiecujące i przyjazne naturze rozwiązanie w zwalczaniu infekcji bakteryjnych, przy jednoczesnym zachowaniu równowagi mikrobiologicznej.
Charakterystyka
Bakteriofagów
Bakteriofagi, znane również jako fagi, są najmniejszymi, najstarszymi i najliczniejszymi organizmami występującymi naturalnie na Ziemi. To wyspecjalizowane wirusy, które potrafią selektywnie rozpoznawać i eliminować konkretne patogeny bakteryjne, odgrywając kluczową rolę w utrzymaniu równowagi mikrobiologicznej. Te niezwykłe mikroorganizmy, często nazywane "dobrymi wirusami", atakują wyłącznie wybrane bakterie. Ograniczając rozwój szkodliwych szczepów bakteryjnych, umożliwiają wzrost pożytecznej mikroflory, co prowadzi do powstania zróżnicowanego i zrównoważonego mikrobiomu.
Dowiedz się więcej
Cechy charakterystyczne
Nasze produkty wykorzystują specyficzne i naturalne właściwości bakteriofagów, modulując mikroflorę jelitową u zwierząt hodowlanych i tworząc optymalne warunki dla rozwoju pożytecznych bakterii. Dzięki tej precyzyjnej strategii preparaty bakteriofagowe pomagają utrzymać równowagę mikrobiologiczną, wspierają zdrowie jelit oraz wzmacniają funkcje układu odpornościowego.
Precyzyjnie ukierunkowane działanie na bakterie
Naturalnie występujące i zróżnicowane w środowisku
Wspierają równowagę mikrobiologiczną
Bezpieczne, naturalne i nietoksyczne
Nie przyczyniają się do antybiotykooporności
Są w pełni biodegradowalne
Nie pozostawiają śladów w organizmie
Skuteczne nawet wobec szczepów opornych na wiele leków
Odkryj więcej
Budowa bakteriofaga
Bakteriofagi różnią się budową, jednak większość z nich posiada wspólne cechy charakterystyczne. Najbardziej reprezentatywnym przykładem jest bakteriofag typu T4, zbudowany z główki i kurczliwego ogonka.
Zdjęcia: Zasoby własne firmy - Przykłady bakteriofagów pod mikroskopem
Proces działania
Mechanizm przyłączania bakteriofaga do komórki gospodarza
Bakteriofagi rozpoczynają infekcję poprzez rozpoznanie i przyłączenie się do specyficznych receptorów na powierzchni komórki bakteryjnej za pomocą włókien lub wypustek ogonka. Ta interakcja umożliwia bliski kontakt potrzebny do wprowadzenia materiału genetycznego wirusa do bakterii.
Po zainfekowaniu bakterii fagiem wirulentnym, może natychmiast rozpocząć się produkcja nowych cząstek fagowych doprowadzając do rozpadu komórki bakteryjnej. Dzięki ich zdolności do eliminacji bakterii, fagi są badane jako naturalne środki przeciwdrobnoustrojowe, stanowiące alternatywę dla antybiotyków.
Klasyfikacja
Cykle rozwojowe bakteriofagów w komórkach bakteryjnych
Bakteriofagi dzielimy na dwie podstawowe grupy: lityczne (wirulentne) i lizogeniczne (łagodne). Obie klasy rozpoznają i przyłączają się do określonych gospodarzy bakteryjnych, wstrzykując im swój materiał genetyczny, jednak ich dalsze działania się różnią. Bakteriofagi wirulentne szybko replikują się wewnątrz komórki bakteryjnej, co ostatecznie prowadzi do jej zniszczenia (lizy) i uwolnienia nowych cząstek fagowych, zdolnych do infekowania kolejnych bakterii. Z kolei fagi lizogeniczne integrują swój materiał genetyczny z DNA bakterii, pozostając w stanie uśpienia i współistniejąc z gospodarzem. Dopiero w określonych warunkach aktywują się i przechodzą w fazę lityczną. Te podstawowe różnice w cyklach życiowych determinują ich interakcje z gospodarzami bakteryjnymi, jak i ich potencjalne zastosowania, na przykład w medycynie.
Podstawą naszych innowacyjnych rozwiązań stosowanych są bakteriofagi wirulentne (lityczne).
Zastosowanie
Znaczenie selekcji bakteriofagów w produkcji zwierzęcej
Analiza porównawcza bakteriofagów litycznych i lizogennych, uwzględniająca zarówno ich podobieństwa, jak i kluczowe różnice, wskazuje na fundamentalne znaczenie odpowiedniego doboru fagów w hodowli. Zrozumienie specyfiki ich działania pozwala na opracowanie skutecznych strategii wspomagających zdrowie zwierząt.
Kluczowe informacje
Największe wyzwania związane z wykorzystaniem naturalnych bakteriofagów
Specyfika oddziaływania
Zakres gospodarzy bakteryjnych jest determinowany przez złożone interakcje między fagiem a bakterią. Kluczowym elementem tego procesu jest rozpoznanie i wiązanie się faga z bakterią poprzez białka wiążące receptory (RBP), które stanowią pierwszy wyznacznik specyficzności. Skuteczność infekcji zależy następnie od zdolności do transportu materiału genetycznego (DNA/RNA) do komórki gospodarza oraz przezwyciężenia bakteryjnych mechanizmów obronnych. Na wrażliwość bakterii na określone bakteriofagi wpływają również inne czynniki, takie jak zmiany strukturalne obu organizmów czy obecność plazmidów w komórce gospodarza.
Wąski zakres gospodarzy, w przeciwieństwie do większości środków przeciwdrobnoustrojowych, może być postrzegany jako ograniczenie w terapii. Jest to jednak istotna zaleta, gdyż gwarantuje brak ingerencji w naturalną mikroflorę bakteryjną - fagi eliminują wyłącznie określone szczepy patogenne.
Odporność patogennych bakterii na fagi - znaczenie dla terapii fagowych
Jednym z nich jest zdolność do przekształcania się w przetrwalniki - formy odporne na niekorzystne warunki środowiskowe, w tym skrajne temperatury czy niedobór substancji odżywczych. Bakterie potrafią również eliminować geny warunkujące wrażliwość na antybiotyki, a także przechodzić mutacje w obrębie receptorów i innych białek, które stanowią cel dla środków przeciwdrobnoustrojowych i bakteriofagów. Warto podkreślić, że rozwój oporności na bakteriofagi często niekorzystnie wpływa na samą komórkę bakteryjną, gdyż receptory rozpoznawane przez fagi pełnią zazwyczaj istotną rolę w zdolności bakterii do wywoływania chorób. Zmiany w tych receptorach mogą prowadzić do utraty wirulencji, co z kolei sprawia, że bakterie stają się bardziej podatne na inne bakteriofagi lub środki przeciwdrobnoustrojowe.
Ponadto warto zauważyć, że bakterie rozwijają oporność na fagi około dziesięć razy wolniej niż w przypadku antybiotyków. Oporność bakterii na jeden typ faga nie oznacza całkowitej i automatycznej oporności na pozostałe fagi. Z tego właśnie powodu w praktyce terapeutycznej często stosuje się tak zwane koktajle fagowe – mieszaniny różnych fagów skierowanych przeciwko temu samemu gatunkowi bakterii.
Zachowanie Długoterminowej Skuteczności Fagów
W procesie opracowywania preparatów fagowych należy uwzględnić szereg istotnych czynników. Przede wszystkim niezbędne jest dobranie fagów o zróżnicowanych właściwościach biologicznych, wśród których szczególne znaczenie mają: zróżnicowany, lecz częściowo nakładający się zakres spektrum litycznego, odmienne mechanizmy działania litycznego oraz różnorodne profile genetyczne.
Tak przemyślana kompozycja preparatu fagowego znacząco zwiększa jego skuteczność terapeutyczną. Wynika to z faktu, że prawdopodobieństwo jednoczesnego wykształcenia przez bakterie oporności na kilka różnych mechanizmów działania fagów jest stosunkowo niewielkie.
Na szczególną uwagę zasługuje zjawisko synergii między poszczególnymi fagami. Niektóre bakteriofagi, działając w połączeniu, wykazują znacznie wyższą aktywność lityczną niż w przypadku ich pojedynczego zastosowania. Z tego względu kluczowe znaczenie ma systematyczne badanie różnych kombinacji fagów w celu identyfikacji najbardziej efektywnych połączeń.
Ten materiał wideo powstał przy współpracy z Phage EU.
Gdzie działamy?
Bądź na bieżąco - Odkryj więcej na naszych mediach społecznościowych:
Źródła
Maganha de Almeida Kumlien AC et al. (2021) Antimicrobial Resistance and Bacteriophages: An Overlooked Intersection in Water Disinfection, ICRA
Derek M Lin et al. (2017) Phage therapy: An alternative to antibiotics in the age of multi-drug resistance, New Mexico VA Health Care System
Laura M. Kasman and La Donna Porter (2024) Bacteriophages, StatPearls
Ana G. Abril et al. (2022) The Use of Bacteriophages in Biotechnology and Recent Insights into Proteomics, University of Santiago de Compostela, CSIC, Georgetown University, University of Sydney
Zuzanna Drulis-Kawa et al. (2015) Bacteriophages and Phage-Derived Proteins – Application Approaches, Institute of Genetics and Microbiology
Felipe Molina et al. (2022) Systematic analysis of putative phage-phage interactions on minimum-sized phage cocktails, Universidad de Extremadura, Instituto de Productos Lácteos de Asturias
Vimathi S. Gummalla et al. (2023) The Role of Temperate Phages in Bacterial Pathogenicity, USDA
Kaitlyn E.Kortright et al. (2019) Phage Therapy: A Renewed Approach to Combat Antibiotic-Resistant Bacteria, Yale School of Medicine, Yale University
Majid Taati Moghadam et al. (2020) How Phages Overcome the Challenges of Drug Resistant Bacteria in Clinical Infections, Iran University of Medical Sciences
Zasoby wewnętrzne Proteon Pharmaceuticals