Новые средства борьбы с мультирезистентными патогенами

Устойчивость к антибиотикам растет во всем мире. Ученые Fraunhofer совместно с партнерами по проекту Phage4Cure исследуют альтернативы антибиотикам. Одна из целей — победить мультирезистентные патогены с помощью вирусов, называемых бактериофагами. Другая — добиться одобрения этих фагов для лечения опасного госпитального патогена Pseudomonas aeruginosa, наиболее частой бактериальной причины пневмонии.

По данным Всемирной организации здравоохранения (WHO), устойчивость к антибиотикам достигла тревожного уровня во всем мире. По словам генерального секретаря WHO Тедроса Адханома Гебрейесуса, это ставит под угрозу столетний медицинский прогресс. Проект Phage4Cure направлен на решение этой проблемы. Партнеры проекта, включая Институт токсикологии и экспериментальной медицины Fraunhofer ITEM в Брауншвейге, стремятся использовать бактериальные вирусы (бактериофаги или просто фаги) для борьбы с бактериальными инфекциями. Фаги — это вирусы, которые проникают в бактерии, размножаются в них и в конечном итоге вызывают их лизис (разрушение). Большое преимущество фагов в том, что они атакуют только конкретную бактерию-хозяина, игнорируя клетки организма и другие бактерии. В Германии фаговые препараты еще не получили регуляторного одобрения, поэтому партнеры Phage4Cure стремятся утвердить фаги в качестве нового лекарства. «Фаговая терапия — не новинка; страны бывшего Советского Союза успешно используют ее десятилетиями. Однако этот вид персонализированного лечения еще не одобрен в Германии, во многом из-за отсутствия клинических испытаний. Но сейчас, в свете проблемы антибиотикорезистентности, все больше исследований сосредоточено на фагах — особенно учитывая, что фармацевтическая промышленность не разрабатывает новые антибиотики», — говорит профессор Хольгер Цир, руководитель проекта в Fraunhofer ITEM.

Фаги как дополнительный терапевтический подход

Усилия партнеров по созданию новой фаговой терапии охватывают каждый этап разработки: отбор перспективных фагов, разработка производственного процесса для фага как фармацевтически активного агента, производство исследуемого лекарственного продукта, доклинические исследования и клинические испытания. Первоочередная задача — разработать ингаляционный коктейль из трех бактериофагов для лечения мультирезистентной бактерии Pseudomonas aeruginosa, наиболее частой бактериальной причины пневмонии у пациентов с муковисцидозом и инфекций мочевыводящих путей. Она может даже привести к сепсису (заражению крови). Новый фаговый коктейль должен соответствовать европейским фармацевтическим требованиям. Первыми бенефициарами должны стать пациенты с муковисцидозом. «Наша цель — разработать фаги как дополнительный терапевтический подход для различных инфекционных заболеваний, особенно тех, при которых антибиотики больше не эффективны», — говорит Цир.

Fraunhofer ITEM в Брауншвейге отвечает за производственный процесс, который включает размножение клеток Pseudomonas aeruginosa в биореакторах. «По достижении определенной плотности клеток мы добавляем фаги, которые проникают в клетки и продолжают размножаться там, пока все бактерии не будут уничтожены. В результате остается прозрачная культуральная среда, содержащая фаги, которую мы затем фармацевтически очищаем», — объясняет биохимик Цир. Производственный процесс спроектирован как платформенный. С небольшими изменениями его можно адаптировать для производства других фагов. Fraunhofer ITEM получает фаги из DSMZ.

Создание эффективного фагового коктейля

Идея заключается в комбинации трех разных фагов в коктейль для пациента. Одной из первоочередных задач проекта был сбор клинических бактериальных изолятов от пациентов с муковисцидозом. Затем DSMZ идентифицировала фаги, способные лизировать эти изоляты. «Этот скрининг выявил три фага с максимально широким спектром хозяев. Вместе они могут лизировать 70% из 150 изолятов. Мы сможем вылечить около 70 из 100 пациентов нашим фаговым коктейлем», — говорит Цир.

Fraunhofer ITEM имеет лицензию GMP на производство биологических препаратов, таких как белки, более 20 лет. Сейчас институт подаст заявку на расширение производственной лицензии, чтобы включить в нее и фаги. После получения этого расширения институт сможет производить три фага и смешивать их в коктейль, который будет служить исследуемым лекарственным продуктом для клинических испытаний. Доклинические исследования запланированы к началу весны на площадке Fraunhofer ITEM в Ганновере. «С момента запуска Phage4Cure добавилось еще два фаговых проекта. В проекте PhagoFlow мы разрабатываем бактериофаги для быстрого лечения сепсиса в ранах. В проекте Phage2Go мы разрабатываем фаги для ингаляционной терапии MRSA», — говорит Цир, освещая дальнейшие проекты по исследованию методов лечения бактериальных инфекций.