Фаготерапия: Модель для прогнозирования её эффективности против патогенных бактерий

Устойчивость к антибиотикам — серьёзная проблема для здравоохранения, связанная с высокой смертностью. Бактериофаги (вирусы, убивающие бактерии) могли бы стать решением для борьбы с устойчивыми патогенами, но их клиническому развитию мешают различные препятствия. Чтобы преодолеть их, исследователи из Inserm, Университета Сорбонна Париж Нор и Университета Париж-Сите в лаборатории IAME в тесном сотрудничестве с коллегами из Института Пастера и Группы парижских больниц (AP-HP) разработали модель для лучшего прогнозирования эффективности фаготерапии и, возможно, разработки более надёжных клинических испытаний. Результаты опубликованы в Cell Reports.

Поддержка клинического развития

Для построения модели использовались различные данные экспериментов in vitro и in vivo. В частности, исследователи использовали параметры заражения бактериофагов, определённые в лаборатории (например, продолжительность инфекционного цикла бактерий, количество вирусов, высвобождаемых при уничтожении бактерии), и информацию, собранную в ходе экспериментов на мышиной модели лёгочной инфекции.

Некоторых животных заражали биолюминесцентным штаммом E. coli (для лучшего отслеживания в организме). Часть из них лечили бактериофагами в разных дозах и разными путями введения. Измеренные со временем количества бактерий и бактериофагов помогли наполнить математическую модель и определить наиболее важные параметры для эффективной фаготерапии.

Используя модель, учёные показали, что путь введения — важный параметр для повышения выживаемости животных: чем быстрее он доставляет бактериофаги к бактериям, тем он эффективнее. В модели на животных фаготерапия, введённая внутривенно, была менее эффективна по сравнению с интратрахеальным введением, потому что в лёгкие попадало меньше бактериофагов. С другой стороны, при интратрахеальном введении модель предполагает, что доза препарата мало влияет на эффективность терапии.

Ещё один важный момент: модель включает данные об иммунном ответе животных в контексте фаготерапии. Модель подтверждает и расширяет принцип, согласно которому бактериофаги действуют синергично с иммунной системой заражённых животных, обеспечивая более эффективное уничтожение патогенных бактерий.

«В этом исследовании мы предлагаем новый подход для оптимизации клинического развития фаготерапии, которое всё ещё имеет ограничения. Нашу модель можно повторно использовать для прогнозирования эффективности любого бактериофага против целевой бактерии, как только станут доступны ограниченные данные in vitro и in vivo о его действии. Помимо фаготерапии, модель также можно использовать для тестирования противомикробных терапий на основе комбинации бактериофагов и антибиотиков», — заключает Жереми Гедж.