☰

Значення бактеріофагів у медицині. Практичне застосування бактеріофагів. На медичній службі

Бактеріофаги в медичної практикизастосовуються в діагностиці, лікуванні та профілактиці інфекційних захворювань.

А. У діагностиці бактеріофаг застосовується під час здійснення культурального методу дослідження визначення виду виділеної чистої культури, і навіть для її типування. Наведений нижче метод використання бактеріофага з метою індикації наявності в патологічному матеріалі певного видубактерій без виділення його в чистій культурі не набув широкого поширення.

1. Реакція наростання титру фага полягає в здатності видового бактеріофага реплікуватися лише у клітинах бактерій «свого» виду. Здійснюється за наступним принципом. До патологічного матеріалу додають певну кількість видового бактеріофага, інкубують його в термостаті, а потім знову визначають кількість фага. Якщо воно зросло, значить, бактеріофаг "найшов" для реплікації клітини "свого" виду, отже - в патологічному матеріалі присутні бактерії шуканого виду.

2. У процесі ідентифікації чистої культури використовують видові та типові бактеріофаги.
а. Видові бактеріофаги використовуються для фагоіндикації. Виділену чисту культуру засівають газоном на пластинчастий агар і капають на нього краплю видового бактеріофага. Якщо культура відноситься до шуканого виду, то в місці нанесення краплі зростання не буде, в іншому випадкуу місці нанесення краплі фага спостерігатиметься бактеріальне зростання. Іноді після нанесення бактеріофага чашку Петрі з пластинчастим агаром нахиляють, даючи краплі стекти в краю чашки (через цей метод називають «стікаюча крапля»).

б. Типові бактеріофаги використовуються для фаготипування. Принцип методу ось у чому.
1. Типований штам засівають газоном на пластинчастий агар.
2. Потім на засіяну поверхню капають краплі типових бактеріофагів (кожну до свого квадрата, позначеного заздалегідь, наприклад, склографом на дні чашки Петрі).
3. Чашку з посівом інкубують у термостаті.
4. Враховують досвід, реєструючи «стерильні плями» або «бляшки» - місця відсутності зростання в місці нанесення краплі бактеріофага, до якого чутливий даний варіант бактерій.
5. Фаговар (фаготип) позначається шляхом перерахування типових фагів, що лізують цей варіант.
B. Використання бактеріофагів (зазвичай видів) для лікування називають фаготерапією. З метою лікування бактеріофаги застосовуються місцево (у вигляді зрошення ураженої поверхні, вколювання в локальне вогнище). патологічного процесуі т.п.), тому що введення їх парентеральним шляхомпризводить до розвитку імунної відповіді на чужорідний фаговий білок. Якщо лікувальний бактеріофаг застосовують перорально (для лікування кишкових інфекцій), то найкраще використовувати таблетовану форму препарату, покриту кислотостійкою оболонкою, що розчиняється в лужному середовищікишечника - бактеріофаги дуже чутливий до низького рН і швидко інактивуються в кислому середовищіживіт.
В. Фагопрофілактика - використання бактеріофага (теж, як правило, видового) для профілактики розвитку бактеріальної інфекції. В даний час застосовується для екстреної профілактики черевного тифута дизентерії (під екстреною профілактикоюрозуміється комплекс заходів для запобігання розвитку хвороби вже після акту інфікування, що відбувся, тобто. попадання збудника в організм пацієнта).

1. У медицині:

Однією з областей використання бактеріофагів є антибактеріальна терапія, альтернативна прийому антибіотиків Наприклад, застосовуються бактеріофаги: стрептококовий, стафілококовий, клебсієлезний, дизентерійний полівалентний, піобактеріофаг, коли, протейний та коліпротейний та інші.

Бактеріофаги застосовуються також у генної інженеріїяк вектори, що переносять ділянки ДНК, можлива також природна передача генів між бактеріями за допомогою деяких фагів (трансдукція).

2. У біології

Бактеріофаги M13, фаг Т4, T7 та фаг л використовують для вивчення білок-білкових, білок-пептидних та ДНК-білкових взаємодій методом фагового дисплея.

Оскільки розмноження бактеріофага можливе лише у живих клітинах, бактеріофаги можуть бути використані для визначення життєздатності бактерій. Даний напрямокмає великі перспективи, оскільки одним із основних питань при різних біотехнологічних процесах є визначення життєздатності використовуваних культур.

ПЕРЕВАГИ БАКТЕРІОФАГІВ ПЕРЕД АНТИБІОТИКАМИ:

  • · Високоефективні біологічні препарати антибактеріальну діюдля профілактики та лікування гострих кишкових інфекцій та гнійно-запальних захворювань, лікування дисбактеріозів;
  • · При застосуванні не порушують нормального біоценозулюдини (на відміну від антибіотиків, після яких завжди треба лікувати дисбактеріоз – прим. автора);
  • · Незамінні при стійкості збудників до антибіотиків;
  • · Можуть застосовуватися в комплексної терапіїз іншими лікарськими засобами;
  • · Необхідні при лікуванні дисбактеріозів у комплексі з препаратами, що нормалізують мікрофлору кишечника;
  • · рекомендовані дорослим та дітям;
  • · Виготовляються із застосуванням природної сировини.

До перевагбактеріофагових препаратів відносяться вузька специфічність дії, що не викликає, на відміну від антибіотиків, пригнічення нормальної мікрофлори. Доведено стимулюючу дію стафілококового бактеріофагана біфідобактерії найважливіший компонентмікробіоценоз кишечника. Використання бактеріофагів для лікування інфекційних захворювань стимулює фактори специфічного та неспецифічного імунітету, що особливо ефективно для лікування хронічних запальних захворювань на тлі. імунодепресивних станів, бактеріоносійства.

І антибіотики, і бактеріофаги діють безпосередньо на мікроби, тільки антибіотики гублять не лише патогенну, а й нормальну мікрофлору, порушуючи природний баланс, тоді як бактеріофаги діють лише на патогенні мікроорганізми. Зустрічаючи чутливу мікробну клітину, фаг проникає всередину неї, перемикає механізм її на відтворення собі подібних, які, розриваючи оболонку клітини, у десятикратному кількості атакують інші мікроби. Ліза набуває спонтанного характеру, і звільнення від небажаних мікробів відбувається за лічені години. Слід згадати також комплексні препарати, що являють собою набір фагів відразу до кількох збудників: це піобактеріофаг для лікування гнійно-септичних захворювань та інтестибактеріофаг проти кишкових інфекцій.

Основними виробниками бактеріофагів в Україні є НВО "Імунопрепарат" (Уфа), підприємство з виробництва бактерійних препаратів (Нижній Новгород), МП "Біофон" (Саратов), НВО "Біомед" (Перм).

Клінічна практика показала ефективність використання бактеріофагів при інфекційних захворюваннях шлунково-кишкового тракту, а також при запальних захворюванняхпазух носа, ротової порожнини, верхніх дихальних шляхів, сечостатевої системи, холециститах та ін, викликаних бактеріями, чутливими до фагу Однак фаги, ці "природні санітари", можуть бути використані не тільки для лікування, а й для профілактики інфекційних захворювань. Вони не токсичні, не мають протипоказань до застосування, можуть бути використані у поєднанні з будь-якими іншими лікарськими препаратами. Їх можна призначати вагітним, годуючим матерям і дітям будь-якого віку, в тому числі недоношеним.

Основною умовою їхнього успішного застосування є перевірка виділеної культури на чутливість до відповідного фагу. Відзначено дивовижну закономірність: на відміну від антибіотиків, чутливість клінічних штамів мікроорганізмів до бактеріофагів стабільна і має тенденцію до зростання, що можна пояснити збагаченням лікувальних препаратівновими расами фагів.

Препарати бактеріофага призначають внутрішньо при захворюваннях внутрішніх органівабо місцево, безпосередньо на осередок поразки. Дія фага проявляється вже через 2-4 години після введення (що особливо важливо в умовах реанімації). Бактеріофаги проникають у кров, лімфу та виводяться через нирки, сануючи сечовивідні шляхи. У 20-ті роки фаги активно використовувалися для лікування різних захворювань.

Практичне застосуванняфагів.Бактеріофаги використовують у лабораторній діагностиці інфекцій при внутрішньовидовій ідентифікації бактерій, тобто визначенні фаговару (фаготипу). Для цього застосовують метод фаготипування,заснований на суворій специфічності дії фагів: на чашку із щільним живильним середовищем, засіяною «газоном» чистою культурою збудника, наносять краплі різних діагностичних типоспецифічних фагів. Фаговар бактерії визначається тим типом фага, який викликав її лізис (освіта стерильного плями, «бляшки», або «негативної колонії», фага). Методику фаготипування використовують для виявлення джерела та шляхів поширення інфекції (епідеміологічне маркування). Виділення бактерій одного фаговару від різних хворих вказує на спільне джерелоїх зараження.

Фаги застосовують також для лікування та профілактикиряду бактеріальних інфекцій. Виробляють черевнотифозний, сальмонельозний, дизентерійний, синьогнійний, стафілококовий, стрептококовий фаги та комбіновані препарати(Коліпротейний, піобактеріофаги та ін). Бактеріофаги призначають за показаннями перорально, парентерально або місцево у вигляді рідких, таблетованих форм, свічок або аерозолів.

Бактеріофаги широко використовуються в генній інженерії та біотехнологіїяк вектори для отримання рекомбінантних ДНК.

Збудники ешеріхіозів. Таксономія та характеристика. Роль кишкової палички в нормі та патології. Мікробіологічна діагностикаентеральних ешеріхіозів. Принципи лікування та профілактики.

Ешеріхіози- інфекційні хворобизбудником яких є Escherichia coli.

Розрізняють ентеральні (кишкові) та парентеральні ешеріхіози. Ентеральні ешеріхіози – гострі інфекційні хвороби, що характеризуються переважним ураженням ШКТ. Вони протікають у вигляді спалахів, збудниками є діареєгенні штами E.coli. Парентеральні ешеріхіози – хвороби, що викликаються умовно-патогенними штамами E.coli – представниками нормальної мікрофлори товстої кишки. При цих хворобах можливе ураження будь-яких органів.

Таксономічний стан. Збудник – кишкова паличка – основний представник роду Escherichia, сімейства Enterobacteriaceae, що відноситься до відділу Gracilicutes.

Морфологічні та тинкторіальні властивості. E.coli – це дрібні грамнегативні палички із закругленими кінцями. У мазках вони розташовуються безладно, не утворюють суперечки, перитрихи. Деякі штами мають мікрокапсулу, пили.


Культуральні характеристики.Кишкова паличка – факультативний анаероб, оптим. темп. для зростання – 37С. E.coliне вимоглива до живильних середовищ і добре росте на простих середовищах, даючи дифузне помутніння на рідких та утворюючи колонії на щільних середовищах. Для діагностики ешеріхіоз використовують диференціально-діагностичні середовища з лактозою - Ендо, Левіна.

Ферментативна активність. E.coliмає великий набір різних ферментів. Найбільш відмітною ознакою E.coliє її здатність ферментувати лактозу.

Антигенна структура. Кишкова паличка має соматичний О-,джгутиковим Н і поверхневим К-антигенами. Про-антиген має більше 170 варіантів, К-антиген - понад 100, Н-антиген - понад 50. Будова О-антигена визначає приналежність до серогрупи. Штами E.coli,що мають властивий їм набір антигенів (антигенну формулу), називаються серологічними варіантами (серовари).

За антигенними, токсигенними властивостями розрізняють два біологічні варіанти E.coli:

1) умовно-патогенні кишкові палички;

2) «безумовно» патогенні, діареєгенні.

Чинники патогенності. Утворює ендотоксин, що володіє ентеротропною, нейротропною та пірогенною дією. Діареєгенні ешерихії продукують екзотоксин, що викликає значне порушення. водно-сольового обміну. Крім того, у деяких штамів, як і збудників дизентерії, виявляється інвазивний фактор, що сприяє проникненню бактерій усередину клітин. Патогенність діареєгенної ешерихії – у виникненні геморагії, у нефро-токсичній дії. До факторів патогенності всіх штамів E.coliвідносяться пили та білки зовнішньої мембрани, що сприяють адгезії, а також мікрокапсула, що перешкоджає фагоцитозу.

резистентність. E.coliвідрізняється вищою стійкістю до дії різних факторів зовнішнього середовища; вона чутлива до дезінфектантів, швидко гине під час кип'ятіння.

РольE.coli. Кишкова паличка – представник нормальної мікрофлори товстої кишки. Вона є антагоністом патогенних кишкових бактерій, гнильних бактерійта грибів роду Candida.Крім того, вона бере участь у синтезі вітамінів групи В, Еі До,частково розщеплює клітковину.

Штами, що живуть в товстому кишечнику і є умовно-патогенними, можуть поширюватися за межі шлунково-кишкового тракту і при зниженні імунітету і їх накопиченні стати причиною різних неспецифічних гнійно-запальних захворювань (цистит, холецистит) - парентеральних ешеріхіозів.

Епідеміологія.Джерело ентеральних ешеріхіозів – хворі люди. Механізм зараження – фекально-оральний, шляхи передачі - аліментарний, контактно-побутовий.

Патогенез.Порожнина рота. тонку кишкуадсорбується в клітинах епітелію за допомогою пилок і білків зовнішньої мембрани Бактерії розмножуються, гинуть, звільняючи ендотоксин, який посилює перистальтику кишечника, спричиняє діарею, підвищення температури тіла та інші симптоми. загальної інтоксикації. Виділяє екзотоксин – важка діарея, блювання та значне порушення водно-сольового обміну.

клініка. Інкубаційний періодстановить 4 дні. Хвороба починається гостро, з підвищення температури тіла, болю у животі, проносу, блювання. Відзначаються порушення сну та апетиту, головний біль. При геморагічній формі в калі виявляють кров.

Імунітет.Після перенесеної хворобиімунітет неміцний та нетривалий.

Мікробіологічна діагностика . Основний метод - бактеріологічний.Визначають вид чистої культури (грамнегативні палички, оксидазонегативні, що ферментують глюкозу та лактозу до кислоти і газу, що утворюють індол, що не утворюють сірководень) та приналежність до серогрупи, що дозволяє відрізнити умовно-патогенні кишкові палички від діареєгенних. Внутрішньовидова ідентифікація, що має епідеміологічне значення, полягає у визначенні серовару за допомогою адсорбованих діагностичних імунних сироваток.

83. Структура та функції імунної системи.

Бактеріофаги відомі своєю унікальною особливістю вибірково вражати бактерії: кожен вид бактеріофагів активний лише щодо певного виду бактерій та нейтральний по відношенню до інших. Медиці відомо понад п'ять тисяч видів цих «пожирачів бактерій», які, проникаючи в патогенну клітину, руйнують її зсередини, але при цьому не порушують мікрофлору організму загалом.

Принцип дії

Принцип дії бактеріофагових препаратів у тому, що з введенні чи поверхневому застосуванні фагів вони розшукують і проникають у шкідливу бактерію, порушуючи її структуру зсередини.

Розмноження фагів усередині бактерії призводить до її повного руйнування.В результаті такого процесу, тривалість якого займає від 15 до 45 хвилин, утворюється приблизно від 70 до 200 нових частин фагових.

Перевага фагів при використанні в тому, що вони продовжують розмножуватися і проникати в клітини доти, доки там є інфекція

Види та місце існування

Незважаючи на дуже маленький розмірфагових частинок (до 0,2 мілімікронів) їх будова має більше складну структуруніж у вірусів інших груп. Генна інформація бактеріофагів полягає в ДНК, що знаходиться усередині головки фага. Бактеріофаги мають різноманітну морфологічну структуру.

Бактеріофаги різної форми

У природному середовищібактеріофаги зустрічаються практично скрізь, де є бактеріальна клітина.

У медицині існує поділ фагових препаратів за групами, що включають фаги за назвою хвороботворних бактерій, на які вони впливають:

  • стрептококова;
  • стафілококова;
  • дизентирійна;
  • колійна;
  • псевдомонадна;
  • клебсієлезна;
  • протейна;
  • та інші.

Практичне застосування та призначення

Застосування бактеріофагів є не тільки дієвим методомлікування багатьох інфекційних захворювань, спричинених бактеріальними збудникамиале також відноситься до надійних профілактичних методів.

Лікувально-профілактичні препарати з бактеріофагами ефективно використовуються для лікування:

  • захворювань, викликаних гемолітичною кишковою паличкою, стафілококом, стрептококом, ентерококом, синьогнійною паличкою, протеєм і т.д.;
  • дисбактеріозу у дітей та дорослих;
  • ЛОР захворювань;
  • профілактика бактеріальних ускладнень при грипі та ГРЗ;
  • піодермія шкірних покривів, укуси комах та тварин, ранові інфекції;
  • гнійно-запальні захворювання порожнини рота та навколозубних тканин;
  • бактеріальні захворювання сечостатевої системи

Найбільшу ефективність фагові препарати показують при профілактичному використанніі ранньому виявленнізбудника цього захворювання.

Різноманітність препаратів та їх особливості

Лікувально-профілактичні препарати із вмістом бактеріофагів випускаються у вигляді розчинів та гелів. Знайти такі препарати можна в аптеках чи перевірених інтернет-магазинах http://vitabio.ru/. Нижче наведено приклади та опис деяких з них.

Гелі з бактеріофагами: Отофаг, Фагодент, Фагодерм, Фагогін

Фагогін– препарат з бактеріофагами, що випускається у формі гелю, призначений для інтимної гігієни. У складі препарату налічується близько 40 різновидів бактеріофагів, кожен з яких спрямований на боротьбу з конкретним виглядомбактерій. Фагогін є ефективним антибактеріальним засобоммісцевого призначення для профілактики та лікування інфекцій статевих органів
Отофаг– гель, для профілактики та лікування отитів, ларингітів, ангін, ринітів та інших інфекційних захворювань ЛОР-органів. Отофаг ефективний засібдля профілактики бактеріальних ускладнень при грипі та ГРЗ. Отофаг також застосовується як антисептичний засібпри хірургічних втручаннях.
Фагодент – Нова технологіяіз вмістом живих бактеріофагів для гігієни та антибактеріальної обробки порожнини рота. Препарат, що випускається у формі гелю з дозатором, здатний нейтралізувати. патогенну флорута вогнище запального процесу. Фагодент застосовується при лікуванні гнійно-запальних процесів слизової рота та ясен, повертає свіже диханнята відновлює мікрофлору порожнини рота.
Фагодерм– препарат для профілактики та лікування захворювань поверхневих та глибоких шарів шкіри та її пошкоджень. Природний препаратФагодерм ефективно справляється зі шкідливими бактеріями та забезпечує комплексне оздоровлення шкірних покривів. Підходить для застосування у різних вікових групрахунок змісту природних компонентів.

Чим бактеріофаги кращі за антибіотики?

Цілеспрямоване знищення мікробів дає фагам незаперечна перевагаперед антибіотиками, які разом із бактеріями знищують усю корисну мікрофлору. Таке лікування призводить до порушення роботи усієї системи шлунково-кишкового тракту, дисбактеріозу та інших захворювань, що виключено при лікуванні бактеріофагами.
Інші переваги бактеріофагів:

  • здатні знищити бактерії, які мають стійкий імунітет до антибіотиків;
  • відсутність побічних ефектів;
  • сумісні з прийомом усіх лікарських засобів;
  • не викликають звикання;
  • використовуються як профілактичні засоби;
  • не знижують імунітет організму;
  • підходять до застосування всіх вікових груп.

Незважаючи на те, що протипоказань для препаратів, що містять бактеріофаги, немає, бувають випадки, коли препарати, що містять фаги, не ефективні, тоді лікування захворювання продовжується народними методами.

На думку вчених та фахівців, фаготерапія є великим революційним відкриттям у боротьбі з багатьма інфекційними захворюваннями, де медицина раніше була безсилою. Будучи природними засобамипо боротьбі з інфекціями, бактеріофаги ідеально взаємодіють з людським організмом, не завдаючи шкоди.

У зв'язку із зростаючою стійкістю патогенних мікробівдо антибіотиків, і тому що альтернативні методилікування інфекційних захворювань завойовують дедалі більшу популярність, дослідження бактеріофагів будуть лише набирати обертів, що призведе до нових відкриттів та перемог над багатьма захворюваннями.

Бактеріофаги або фагі (від ін. грец. φᾰγω «пожираю») - віруси, вибірково вражають бактеріальні клітини. Найчастіше бактеріофаги розмножуються всередині бактерій та викликають їх лізис. Як правило, бактеріофаг складається з білкової оболонки та генетичного матеріалу одноланцюжкової або дволанцюжкової. нуклеїнової кислоти(ДНК чи, рідше, РНК). Загальна чисельність бактеріофагів у природі приблизно дорівнює загальній чисельності бактерій (1030 – 1032 часток). Бактеріофаги беруть активну участь у кругообігу хімічних речовинта енергії, надають помітний впливна еволюцію мікробів та бактерій Структура типового міовірусу бактеріофага.

Будова бактеріофагів 1 – головка, 2 – хвіст, 3 – нуклеїнова кислота, 4 – капсид, 5 – «комірець», 6 – білковий чохол хвоста, 7 – фібрила хвоста, 8 – шипи, 9 – базальна пластинка

Бактеріофаги розрізняються за хімічною структурою, типом нуклеїнової кислоти, морфології та характером взаємодії з бактеріями. За розміром бактеріальні вірусиу сотні та тисячі разів менше мікробних клітин. Типова фагова частка (віріон) складається з голівки та хвоста. Довжина хвоста зазвичай у 2- 4 рази більша за діаметр головки. У головці міститься генетичний матеріал - одноланцюжкова або дволанцюжкова РНК або ДНК з ферментом транскриптазою в неактивному стані, оточена білковою або ліпопротеїновою оболонкою - капсидом, що зберігає ген поза клітиною. Нуклеїнова кислота та капсид разом становлять нуклеокапсид. Бактеріофаги можуть мати ікосаедральний капсид, зібраний з безлічі копій одного або двох специфічних білків. Зазвичай кути складаються з пентамерів білка, а опора кожної сторони гексамерів того ж або подібного білка. Більше того, фаги за формою можуть бути сферичні, лимонні або плеоморфні. Хвіст, або відросток, є білковою трубкою - продовження білкової оболонки головки, в основі хвоста є АТФаза, яка регенерує енергію для ін'єкції генетичного матеріалу. Існують також бактеріофаги з коротким відростком, що не мають відростка та ниткоподібні.

Систематика бактеріофагів Велика кількістьвиділених та вивчених бактеріофагів визначає необхідність їх систематизації. Цим займається Міжнародний комітет із таксономії вірусів (ICTV). В даний час, згідно Міжнародної класифікаціїта номенклатурі вірусів, бактеріофаги поділяють залежно від типу нуклеїнової кислоти та морфології. на даний моментвиділяють дев'ятнадцять сімейств. З них лише два РНК містять і лише п'ять сімейств мають оболонку. З сімейств ДНКсодержащих вірусів лише дві сімейства мають одноланцюгові геноми. У дев'яти ДНК-містять сімейств геном представлений кільцевої ДНК, а в інших дев'яти - лінійної. Дев'ять сімейств специфічні лише бактерій, інші дев'ять лише архей, а (Tectiviridae) інфікує як бактерій, і архей

Взаємодія бактеріофага з бактеріальними клітинами За характером взаємодії бактеріофага з бактеріальною клітиною розрізняють вірулентні та помірні фаги. Вірулентні фаги можуть лише збільшуватися у кількості за допомогою літичного циклу. Процес взаємодії вірулентного бактеріофага з клітиною складається з кількох стадій: адсорбції бактеріофага на клітині, проникнення в клітину, біосинтезу компонентів фага та їх збирання, виходу бактеріофагів із клітини. Спочатку бактеріофаги прикріплюються до фагоспецифічних рецепторів на поверхні бактеріальної клітини. Хвіст фага за допомогою ферментів, що знаходяться на його кінці (в основному лізоциму), локально розчиняє оболонку клітини, скорочується і ДНК, що міститься в головці, ін'єктується в клітину, при цьому білкова оболонка бактеріофага залишається зовні. Ін'єктована ДНК викликає повну перебудову метаболізму клітини: припиняється синтез бактеріальної ДНК, РНК та білків. ДНК бактеріофага починає транскрибуватися за допомогою власного ферменту транскриптази, який після потрапляння до бактеріальної клітини активується. Синтезуються спочатку ранні, а потім пізні та. РНК, які надходять на рибосоми клітини-господаря, де синтезуються ранні (ДНК-полімерази, нуклеази) та пізні (білки капсиду та хвостового відростка, ферменти лізоцим, АТФаза та транскриптаза) білки бактеріофага. Реплікація ДНК бактеріофага відбувається за напівконсервативним механізмом і здійснюється за участю власних ДНК-полімераз. Після синтезу пізніх білків та завершення реплікації ДНК настає заключний процес - дозрівання фагових частинок або з'єднання фагової ДНК з білком оболонки та утворення зрілих інфекційних фагових частинок

Життєвий циклПомірні та вірулентні бактеріофаги на початкових етапахвзаємодії із бактеріальною клітиною мають однаковий цикл. Адсорбція бактеріофага на фагоспецифічних рецепторах клітини. Ін'єкція фагової нуклеїнової кислоти у клітину господаря. Спільна реплікація фагової та бактеріальної нуклеїнової кислоти. Розподіл клітини. Далі бактеріофаг може розвиватися за двома моделями: лізогенний чи літичний шлях. Помірні бактеріофаги після поділу перебувають у стані профазу (лізогенний шлях) Вірулентні бактеріофаги розвиваються за літичною моделлю: Нуклеїнова кислота фага спрямовує синтез ферментів фага, використовуючи для цього білоксинтезуючий апарат бактерії. Фаг тим чи іншим способом інактивує ДНК та РНК господаря, а ферменти фага дуже розщеплюють її; РНК фага «підпорядковує» собі клітинний апарат синтезу білка. Нуклеїнова кислота фага реплікується та спрямовує синтез нових білків оболонки. Утворюються нові частки фага в результаті спонтанного самоскладання білкової оболонки (капсид) навколо нуклеїнової фагової кислоти; під контролем РНК фагу синтезується лізоцим. Ліза клітини: клітина лопається під впливом лізоциму; вивільняється близько 200-1000 нових фагів; фаги інфікують інші бактерії.

Однією з областей використання бактеріофагів є антибактеріальна терапія, альтернативна прийому антибіотиків. Наприклад, застосовуються бактеріофаги: стрептококовий, стафілококовий, клебсієлезний, дизентерійний і полив алентний, піобактеріофаг, коли, протейний та коліпротейний та інші. У Росії зареєстровано та застосовується 13 медичних препаратівна основі фагів. В даний час їх застосовують для лікування бактеріальних інфекцій, які не чутливі до традиційному лікуваннюантибіотиками, особливо у республіці Грузія. Зазвичай застосування бактеріофагів супроводжується більшим, ніж антибіотики, успіхом там, де присутні біологічні мембрани, вкриті полісахаридами, через які антибіотики зазвичай не проникають. В даний час терапевтичне застосуваннябактеріофагів не отримало схвалення на Заході, хоча й застосовуються фаги для знищення бактерій, що викликають харчові отруєння, таких як листерії. У багаторічному досвіді в обсязі великого міста та сільській місцевостідоведено надзвичайно високу лікувальну та профілактичну ефективність дизентерійного бактеріофага(П. М. Лернер, 2010). У Росії її терапевтичні фагові препарати роблять давно, фагами лікували ще до антибіотиків. У останні рокифаги широко використовували після повеней у Кримську та Хабаровську, щоб запобігти дизентерії.

У біології Бактеріофаги застосовуються в генній інженерії як вектори, що переносять ділянки ДНК, можлива також природна передача генів між бактеріями за допомогою деяких фагів (трансдукція). Фагові вектори зазвичай створюють на базі помірного бактеріофага λ, що містить дволанцюгову лінійну молекулу ДНК. Ліве та праве плечіФаги мають усі гени, необхідні літичного циклу (реплікації, розмноження). Середня частинагеному бактеріофага λ (містить гени, що контролюють лізогенію, тобто його інтеграцію в ДНК бактеріальної клітини) не суттєва для його розмноження і становить приблизно 25 тисяч пар нуклеотидів. Ця частина може бути замінена на чужорідний фрагмент ДНК. Такі модифіковані фаги проходять літичний цикл, але лізогенію не відбувається. Вектори на основі бактеріофага λ використовують для клонування фрагментів ДНК еукаріотів (тобто більших генів) розміром до 23 тисяч пар нуклеотидів (т. п. н.). Причому фаги без вставок - менше 38 т. п. н. або, навпаки, із надто великими вставками - понад 52 т. п. н. не розвиваються та не вражають бактерії. Оскільки розмноження бактеріофага можливе лише у живих клітинах, бактеріофаги можуть бути використані для визначення життєздатності бактерій. Даний напрямок має великі перспективи, оскільки одним з основних питань при різних біотехнологічних процесах є визначення життєздатності використовуваних культур. За допомогою методу електрооптичного аналізу клітинних суспензій була показана можливість вивчення етапів взаємодії фаг-мікробна клітина

А також у ветеринарії для: профілактики та лікування бактеріальних захворюваньптахів та тварин; лікування гнійно-запальних захворювань слизових очей; порожнини рота; профілактики гнійно-запальних ускладнень при опіках, пораненнях, операційні втручання; у генній інженерії: для трансдукції – природної передачі генів між бактеріями; як вектори, які переносять ділянки ДНК; за допомогою фагів можна конструювати спрямовані зміни у геномі господарської ДНК; в харчової промисловості: у масовому порядку фагосодержащими засобами вже обробляють готові до вживання продукти з м'яса та свійської птиці; бактеріофаги застосовують у виробництві продуктів харчування з м'яса, м'яса птиці, сирів, рослинної продукції та ін.;

в сільському господарстві: розпилення фагопрепаратів для захисту рослин та врожаю від гниття та бактеріальних захворювань; для захисту худоби та птиці від інфекцій та бактеріальних захворювань; для екологічної безпеки: антибактеріальна обробка насіння та рослин; очищення приміщень харчопереробних підприємств; санітарна обробкаробочого простору та обладнання; профілактика приміщень лікарень; проведення екологічних заходів

Таким чином, на сьогоднішній день бактеріофаги мають велику популярність у житті людини і тварин. На підприємствах намічено цілий рядпріоритетних напрямів розробки та виробництва лікувально-профілактичних бактеріофагів, які корелюють із загальносвітовими тенденціями, що знову зароджуються. Створюються та впроваджуються нові препарати, для лікування багатьох захворювань. Вивченням та застосуванням бактеріофагів займаються бактеріологи, вірусологи, біохіміки, генетики, біофізики, молекулярні біологи, експериментальні онкологи, фахівці з генної інженерії та біотехнології