Novo ruho staroj terapiji – pobjeda koktela bakteriofaga u borbi s rezistentnim mikobakterijama?

Mycobacterium tuberculosis svima je dobro poznata mikobakterija čija infekcija često može postati fatalna. Jedan od razloga visoke smrtnosti nakon infekcije s M. tuberculosis je njena rezistencija na dostupnu terapiju. Tako danas osim multi-drug resistant sojeva (sojevi rezistentni na više dostupnih terapija) te mikobaterije imamo i excessive – drug resistant sojeve (ekstenzivna, proširena rezistencija). U mikobakterije svrstavamo i druge, non-tuberculosis mikobakterije (NTM) koje su također često otporne na svu dostupnu terapiju, a uz to dosta raširene među pacijentima. Infekcije s NTM posebno su česte (i opasne) kod pacijenata koji boluju od cistične fibroze. Cistična fibroza je progresivna bolest i treći najčešći razlog za transplantaciju pluća, a smrtnost nakon te transplantacije znatno je veća kod pacijenata koji su prethodno operaciji bili inficirani s NTM.

Problem rezistencije na postojeće antibiotike djelomično je rješiv upotrebom terapijskih bakteriofaga – virusa koji inače napadaju bakterije (a ne ljudske stanice) te ih, recimo to tako, inficiraju i ubiju. Upotreba bakteriofaga u takve svrhe već je dosta dugo primamljiva ideja, no pristupamo joj s dozom opreza. Iako postoje slučajevi izlječenja korištenjem terapijskih bakteriofaga, niti jedan od tih slučajeva se ne odnosi na infekciju s mikobakterijama, barem ne do ove godine. U srijedu, 8.5.2019. objavljen je rad znanstvenika sa University of Pittsburgh u kojem opisuju slučaj svoje petnaestogodišnje pacijentice i njenog (nadamo se potpunog) izlječenja koktelom tri različita bakteriofaga.

Ovaj je slučaj prvi uspješan primjer izlječenja infekcije mikobakterijom rezistentnom na antibiotike, ali i prvi primjer terapije s genetski modificiranim fagima.

POVIJEST BOLESTI i TERAPIJA

Pacijentica je bolovala od cistične fibroze, CF, (homozigot za ∆F508), uz brojne komorbiditete od kojih su možda najozbiljniji insuficijencija gušterače, jetrena bolest, o inzulinu ovisan dijabetes i osteoporoza, sve posljedica cistične fibroze. Uz to, iza nje je kronična infekcija s Mycobacterium abscessus (koja spada u NTM) i Pseudomonas aeruginosa koje su bezuspješno liječene unatrag osam godina. Šest mjeseci prije bilateralne transplantacije pluća pacijentica je primala intenzivnu terapiju za CF koja je uključivala kombinaciju lumacaftora i ivacaftora, također bezuspješno. Nakon transplantacije pluća, prebačena je na standardnu imunosupresivnu terapiju koja sprečava odbacivanje organa. Uz imunosupresive, pacijentica je primala i višestruke intravenske doze antibiotika za liječenje još uvijek prisutnih infekcija s M. abscessus i P. aeruginosa, no to je dovelo do ozbiljnog poremećaja elektrolita, dijareje i anoreksije zbog čega je pacijentica prebačena na parenteralnu prehranu. Antibiotici su stoga zaustavljeni te je ona prebačena na terapiju klofazaminom i bedakvilinom, antituberkuloticima koji se daju u slučaju infekcije s multi-drug resistant sojevima. Zbog razvoja limfoproliferativne bolesti u terapiju je dodan rituksimab (monoklonsko protutijelo koje veže CD20 na površini limfocita B). Usprkos svim naporima, pacijentica nije pokazivala znakove oporavka te je otpuštena iz bolnice 7 mjeseci nakon transplantacije s dijagnozom diseminirane infekcije s mikobakterijom, odnosno infekcije koja se proširila po tijelu. Antimikrobna terapija nastavljena je izvan bolnice, praćena s planom za palijativnu skrb.

KOKTEL BAKTERIOFAGA

Cijelo to vrijeme, njezin je zdravstveni tim nastojao osmisliti plan liječenja pa su tako mjesec dana nakon transplantacije iz njenih rana i  kožnih lezija, koje su nastale na tkivima kao posljedica infekcije, izolirali soj mikobakterije kojim je bila inficirana. Kada je soj identificiran kao GD01, krenula je potraga za bakteriofagima koji bi specifično i efikasno uništavali taj soj mikobakterije. Počevši od preko 10 000 potencijalnih faga, tim koji je radio na njenom slučaju (a uključivao je čak i studente sveučilišta) pronašao je tri faga koji su se pokazali najpotentnijima za soj GD01. Prvi fag nazvan je Muddy i bio je aktivan sam po sebi, bez ikakvih genetskih modifikacija. Drugi fag, litički derivat ZoeJ dobiven je rekombinantnom tehnologijom iz faga ZoeJ, pri čemu je maknut gen represor. Posljednji fag, dobiven također rekombinantnom tehnologijom iz izvornog faga, bio je litički derivat i mutant faga BPs. Zbog čega je bitno da fagi koje koristimo budu u litičkom ciklusu i što uopće je litički, a što lizogeni ciklus, možete pročitati u već objavljenom tekstu na našem portalu, na poveznici. Koktel faga testiran je topički na rezu na prsima koji je načinjen prilikom transplantacije, a koji je kasnije postao esktenzivno inficiran mikobakterijom. Nakon 24 sata bez simptoma nepodnošljivosti ili alergija koktel je dan intravenski. Intravenska primjena nastavljena je svakih 12 sati kroz 32 tjedna, s time da je nakon mjesec dana topikalna primjena uvedena na sve kožne lezije budući da je rana od reza na prsima pokazivala jače povlačenja infekcije u odnosu na kožne lezije koje prethodno nisu bile topikalno tretirane.

Šest mjeseci od početka intravenske terapije pacijentica je pokazivala znakove oporavka, dobila je na tjelesnoj masi, vratile su joj se jetrena i plućna funkcija, a rane su se postepeno povlačile. Ovaj je slučaj tako postao prvi uspješan primjer izlječenja infekcije mikobakterijom rezistentnom na antibiotike, ali i prvi primjer terapije s genetski modificiranim fagima (svi su bili modificirani tako da su stalno u svom litičkom ciklusu, a ZoeJ i BPs su dodatno promijenjeni da pokazuju što veću potentnost prema soju GD01). Iako su sami autori i dalje zadržali dozu skepticizma (što je uvijek dobra osobina znanstvenika), ova je terapija prošla bez nuspojava te uz značajan oporavak pacijentice koja je već bila na planu palijativne skrbi. Autori naglašavaju i to da su varijacije između faga značajne te bi stoga terapija svakog pacijenta pojedinačno trebala biti visoko personalizirana.

Inače, terapija bakteriofagima bila je popularna prije otkrića antibiotika, prvi put je testirana u ruralnoj Francuskoj 1919. u profilaktičke svrhe. Dok su zapadne zemlje napustile takvu vrstu terapije i u potpunosti se okrenule prema antibioticima, centralna i istočna Europa te Rusija nisu napustile praksu s terapijskim bakteriofagima te ju i dalje koriste za liječenje infektivnih rana, gastroenteritisa i sepse. U periodu prije početka Drugog svjetskog rata postojali su pokušaji vraćanja bakteriofaga u terapiju infekcija, no zbog brojnih političkih i financijskih razloga, kao i zbog nedostatka pisanih opisa slučajeva učinkovitosti takve vrste terapije, pokušaji su neuspjeli. Tek početkom 21. stoljeća, kada su postale dostupne brojne napredne tehnologije molekularne biologije i genetičkog inženjerstva, sve više znanstvenika nastoji integrirati bakteriofage u terapijske protokole.