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Bakteriophagen - Arten und Zweck

Die einzige wirksame Alternative zur Verwendung von Antibiotika aus pathogenen Bakterien sind heute Phagen oder Bakteriophagen. Sie sind spezifische Viren, die selektiv verschiedene Arten von Mikroben infizieren. Die Medizin kennt mehrere Gruppen, in die Bakteriophagen unterteilt sind - die Art und der Zweck dieser Mikroorganismen dienen als Grundlage für die allgemein akzeptierte Klassifikation.

Was sind Bakteriophagen?

Es gibt 19 Familien von Viren berücksichtigt. Sie unterscheiden sich in der Art der Nukleinsäure (RNA oder DNA), Genomstruktur und Form.

In der medizinischen Praxis werden Bakteriophagen nach der Rate pathogener Bakterien klassifiziert:

  1. Virulent. Das Virus, das in die Zellen von Mikroben gelangt, beginnt sich schnell und aktiv zu vermehren, führt fast sofort zum Absterben von Bakterien (lytischer Effekt).
  2. Moderat. Bakteriophagen zerstören langsam und nur teilweise die Struktur von pathogenen Mikroorganismen, verursachen aber irreversible Veränderungen in ihnen, die auf die nächsten Generationen von Mikroben übertragen werden (lysogene Wirkung).

Heute werden die beschriebenen Virustypen als Alternative zu Antibiotika zur Behandlung verschiedener bakterieller Infektionen eingesetzt. Zu ihren Vorteilen zählen folgende Vorteile:

  1. Bequeme Freigabeform. Bakteriophagen werden in Form von Tabletten und in Form einer Lösung zur oralen Verabreichung hergestellt.
  2. Weniger Nebenwirkungen. Im Gegensatz zu Antibiotika verursachen Bakteriophagen weniger allergische Erscheinungen, verursachen keine sekundären negativen Auswirkungen auf den Körper.
  3. Mangel an mikrobieller Resistenz. Bakterien sind schwerer an Viren anzupassen, und komplexe Effekte sind fast unmöglich.

Gleichzeitig gibt es einige Nachteile:

  • längerer Therapieverlauf (bis zu 20 Tage);
  • Schwierigkeit, die richtige Gruppe von Drogen zu finden;
  • Übertragung des bakteriellen Genoms von einer Mikrobe zur anderen.

Arten von Bakteriophagen und ihre Verwendung

Angesichts der Spezifität der beschriebenen Viren bevorzugen sie in der Medizin die Verwendung multivalenter und komplexer Bakteriophagen, die mehrere Arten dieser Mikroorganismen enthalten.

Hier sind einige Bakteriophagen - Liste und Beschreibung:

  1. Typhus. Beeinflusst die Erreger des Typhus, Salmonellen.
  2. Disfagy, dysenterisch polyvalent. Verwendet bei bakterieller Dysenterie, verursacht den Tod von Shigella Sonne und Flexner.
  3. Klebsifag, Klebsiella Lungenentzündung. Hilft bei der Behandlung von Erkrankungen des Urogenital-, Verdauungs-, Atmungssystems, generalisierten septischen Pathologien, chirurgischen Infektionen, hervorgerufen durch Klebsiella-Pneumonie.
  4. Klebsiella polyvalent. Es ist ein komplexes Werkzeug, das Klebsiella nicht nur Lungenentzündung, sondern auch Rhinoscleroma, Ozena, zerstört.
  5. Coliphagus Wirksam bei der Behandlung von Infektionen der inneren Organe und der Haut durch E. coli enteropathogene Escherichia coli.
  6. Koliproteofag, Coliprotein. Schädliche Wirkung auf enteropathogene Bakterien Proteus und Escherichia. Es ist für die Behandlung von Kolpitis, Zystitis, Kolitis, Pyelonephritis und anderen Krankheiten, die durch Darmstäbe und Unkraut hervorgerufen werden, bestimmt.
  7. Protophag, proteinhaltig. Verursacht den Tod spezifischer Proteinmikroben Mirabilis und Vulgaris, die die Ursache von eitrigen entzündlichen Darmerkrankungen sind.
  8. Pseudomuskulär. Lysiert die Pseudomonas aeruginosis Bakterien. Empfohlen dysbacteriosis, sondern auch für die Behandlung von Entzündungen in verschiedenen Körpersystemen, provoziert durch Pseudomonas aeruginosa.
  9. Staphylophage, Staphylokokken. Entfernt schnell Staphylokokken, die als Folge von eitrigen Infektionen freigesetzt werden.
  10. Streptophagus, Streptokokken. Es ist in der Wirkungsweise ähnlich dem bisherigen Bakteriophagen, ist aber gegen Streptokokken wirksam.
  11. Intestin. Es ist eine komplexe Droge, die Salmonellen, Shigellen, E. coli, Staphylococcus, Enterokokken, Pseudomonas aeruginoza und Proteus lysiert.
  12. Pyopolyphage, kombinierter Pyobakteriophage. Das Gerät ähnelt dem vorherigen Typ, ist aber auch wirksam gegen Streptokokken.
  13. Sextaphagus, polybakterieller Pyobakteriophage. Zusätzlich tötet Escherichia wenn.
  14. Komplexpyobacteriophage. Eine Mischung von Phagolysaten von Enterokokken, Streptokokken, Staphylokokken, Protea vulgaris und Mirabilis, Klebsiella Oxytococcus und Pneumonie, Colibacillosis, Pseudomonas aeruginosis.

Was sind Bakteriophagen und wofür werden sie eingesetzt?

Die Errungenschaften der modernen Medizin und Pharmazie sind groß, aber die Erreger werden auch ständig zu verbessern und die Auswirkungen dieser Medikamente Anpassung, die ein paar Jahre, bis sie vor tödlich waren. Wo Antibiotika machtlos sind, helfen Bakteriophagen Kampf Krankheitserreger.

Was ist Bakteriophage?

Buchstäblich aus der altgriechischen Sprache übersetzt, sind Bakteriophagen Bakterienfresser. Mit diesem biologischen Begriff sind Viren gemeint, die Bakterienzellen selektiv infizieren.

Bakteriophagen sind überall dort, wo die Bakterien leben, so dass ihr Lebensraum Luft, Wasser, Boden, der menschliche Körper, Nahrung, Kleidung sein kann.

Merkmale der Struktur des Bakteriophagen: Dieses Virus hat keine zelluläre Struktur, es gibt nur genetisches Material, das mit einer Proteinhülle bedeckt ist. Für die Fortpflanzung müssen sie daher nach geeigneten zellulären Mikroorganismen suchen.

Der Phage beginnt eine destruktive Aktivität für das Bakterium, indem er seine eigene genetische Information in seinen Körper injiziert und dann zur aktiven Reproduktion fortschreitet. Wenn eine Bakterienzelle zerstört wird, werden von 100 bis 200 neue Bakteriophagen durch ihre Fragmente freigesetzt, die sofort beginnen, in der Nähe befindliche Bakterien zu zerstören.

Phagen sind die älteste und häufigste Gruppe von Viren. In der Mikrobiologie gibt es viele ihrer Vertreter, von denen jeder aufgrund bestimmter Bakterien parasitär ist (sowohl pathogene als auch saprophytische).

Die bekanntesten Bakteriophagen:

  • Dysenterie;
  • Staphylokokken;
  • Streptokokken;
  • Kalium;
  • Pseudomonade;
  • pseudomuskulär
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Vorteile

Einige Wissenschaftler argumentieren, dass der Einsatz von Arzneimitteln auf der Basis von Bakteriophagen bald mit der Verwendung von Antibiotika bei der Behandlung verschiedener Krankheiten konkurrieren wird.

Die Grundlage für diese kühne Annahme bietet die folgenden Vorteile der Verwendung von Phagen:

  • Mangel an Sucht und Kontraindikationen für die Verwendung der Droge;
  • keine hemmende Wirkung auf das Immunsystem;
  • selektive Wirkung (die nützliche Bakterienflora bleibt intakt);

Dies ermöglicht es Ihnen, den Bakteriophagen für Kinder, ältere Menschen, schwangere Frauen, geschwächte Patienten erfolgreich zu verwenden.

Hinweise

Bakteriophagen haben sich als wirksames Mittel zur Behandlung von Infektionskrankheiten erwiesen, deren Erreger pathogene Bakterien sind.

Die Indikationen für die Aufnahme von Bakteriophagen in das Behandlungsschema sind die folgenden Infektionen:

  • chirurgisch (Abszess, Schwerverbrecher, Paraproktitis, Osteomyelitis, Furunkel, Verbrennungen, Phlegmon, Karbunkel, eitrige Wunden);
  • Urogenital (Zystitis, Pyelonephritis, Colpitis, Urethritis, Endometritis, Salpingo-Oophoritis);
  • enteral (Cholezystitis, Gastroenterocolitis, Darmdysbiose);
  • Blutvergiftung;
  • Erkrankungen der HNO-Organe (Halsschmerzen, Sinusitis, Otitis media);
  • Erkrankungen der Atemwege und Lungen (Tracheitis, Pleuritis, Laryngitis, Bronchitis, Lungenentzündung).

Anwendungsmethoden

Die Methode, mit der der Bakteriophage appliziert werden soll, hängt direkt von der Art und dem Ort des Entzündungsherds ab. Die folgenden Methoden der Anwendung werden in verschiedenen Situationen relevant sein:

  • oral (das Medikament wird oral eingenommen);
  • Rektal (Klistier Bakteriophage);
  • topisch (wie durch Waschen, Lotionen, Spülungen, Instillation, Spülen, Einführen turundae imprägnierte drug).

Bakteriophagen arbeiten effizienter, wenn die Behandlung verschiedene Applikationsmethoden kombiniert. Es gibt bestimmte klinische Indikationen für die Aufnahme eines Bakteriophagen in Pillen, und ein Bakteriophage in Form einer Lotion hat eine lokale Wirkung.

Bakteriophagen-basierte Medikamente, die in Form von Lösungen, Aerosolen, Tabletten, Suppositorien und Gelen hergestellt werden, gewinnen an Popularität. Pharmazeutische Formen von Arzneimitteln werden mit detaillierten Anweisungen zur Einnahme eines Bakteriophagen versehen.

Kontraindikationen

Die meisten Menschen mit einem gewissen Misstrauen erwägen die Möglichkeit einer Behandlung mit Bakteriophagen, obwohl die Wirksamkeit und vor allem die Sicherheit einer solchen Therapie nachgewiesen wurde.

Bakteriophagenpräparate

Die pharmazeutische Industrie bietet eine Vielzahl von Wirkstoffen an, deren Wirkprinzip auf der antimikrobiellen Orientierung von Bakteriophagen beruht.

  • Enterti-Bakteriophage (Intestifag)

Flüssiges immunobiologisches antimikrobielles Arzneimittel. Es hemmt die Aktivität von Mikroorganismen, die Erkrankungen des Magen-Darm-Traktes verursachen (bakterielle Dysenterie, Typhus, Enterokolitis, Paratyphus, Dysbakteriose, Salmonellose). Es wird innen und in Form eines Einlaufs aufgetragen. Kontraindikationen: Überempfindlichkeit gegen das Medikament. Nebenwirkungen: bei Neugeborenen in den ersten 2 Tagen der Aufnahme möglich Ausschlag auf der Haut und Aufstoßen.

  • Polyvalenter Phyobakteriophage (Sextaphagus)

    Es bewältigt erfolgreich die eitrig-septischen Erkrankungen von Neugeborenen und Kleinkindern, eitrig-entzündliche Erkrankungen der oberen Atemwege, enterale Infektionen. Wird zur Behandlung von frisch infizierten Wunden verwendet. Es gibt keine Kontraindikationen und Nebenwirkungen.

    Es betrifft die Bakterien, die Lungenentzündung, Öcene, Rhinosklerome verursachen. Es hilft auch bei generalisierten septischen Bedingungen, zur Verhinderung der Kontamination mit nosokomialen Klebsiella-Stämmen. Keine Nebenwirkungen. Kontraindikation: Überempfindlichkeit gegen die Komponenten.

  • Salmonella Bakteriophage

    Es zerstört Salmonella-Zellen und ähnliche Mikroorganismen in ihrer antigenen Struktur. Geeignet für die Behandlung von Salmonellose bei Kindern und Erwachsenen. Es gibt keine Kontraindikationen und Nebenwirkungen.

  • Pseudomonas Bakteriophage (Pseudomonas Aeruginosis)

    Es wird für die Therapie bei der Infektion verschiedener Organe mit einem Pyocyanstift verwendet. Es wurden keine unerwünschten Wirkungen festgestellt. Kontraindikationen - Überempfindlichkeit gegen das Medikament.

  • Streptokokken Bakteriophage (Streptophagus)

    Es tötet Streptokokken-Bakterien ab, die darauf basierende Präparate zur Behandlung von Angina, Tonsillitis, Sinusitis, Panaritium, eiternden Wunden und vielen anderen Krankheiten unentbehrlich machen. Zur Behandlung von Sinusitis wird empfohlen, diesen Bakteriophagen in der Nase zu vergraben. Keine Nebenwirkungen. Kontraindikation: Überempfindlichkeit gegen das Medikament.

  • Bakteriophage wenn

    Es hat eine spezifische antibakterielle Wirkung, die ausschließlich gegen pathogene Stämme von E. coli gerichtet ist. Es ist für Läsionen des Gastrointestinaltraktes, Eiterung von Wunden, Sepsis von Neugeborenen, Konjunktivitis, Urogenitalinfektionen vorgeschrieben. Kontraindikation: Überempfindlichkeit gegen das Medikament. Es wurden keine Nebenwirkungen festgestellt.

  • Bakteriophage Klebsiella polyvalent

    Wirksam bei der Behandlung von Peritonitis, Pleuritis, eitrig-entzündlichen Erkrankungen in der Gynäkologie. Es wird auch bei der Behandlung von Stomatitis, Parodontitis und Entzündungen der Nebenhöhlen verwendet. Nebenwirkungen sind nicht vorhanden. Kontraindikationen - Überempfindlichkeit gegen das Medikament.

    In flüssiger Form ist es zur Vorbeugung und Behandlung von Kolpitis und Enterokolitis gefragt. In Form von Tabletten wird es häufiger bei Formen von Pyelonephritis und Zystitis, entzündlichen Prozessen in den Beckenorganen verwendet. Kontraindikation: Allergie gegen einen der Bestandteile des Medikaments. Nebenwirkungen sind nicht vorhanden.

  • Dysenterischer Bakteriophage

    Es wird zur Behandlung und Vorbeugung von Ruhr eingesetzt. Es wurden keine unerwünschten Wirkungen festgestellt. Kontraindikationen: Überempfindlichkeit gegen die Komponenten und für die Form des Medikaments in Tabletten - das Alter des Patienten ist weniger als 1 Jahr, die Dauer der Schwangerschaft und Stillzeit.

  • Übertreibe nicht die Gefahr von Viren, die diese Medikamente und Bakteriophagen-Analoga bilden. Sie sind tödlich nur für Bakterien, die Krankheiten verursachen. Wenn der Arzt es für angemessen hält, Bakteriophagen in das Behandlungsprogramm aufzunehmen, sollten Sie darauf vertrauen und sich auf eine schnelle Genesung einstellen.

    Was ist Bakteriophage?

    Bakteriophagen oder Phagen (von altgriechisch φᾰγω - "verschlingen") sind Viren, die Bakterienzellen selektiv infizieren. Meistens vermehren sich Bakteriophagen in Bakterien und verursachen ihre Lyse. In der Regel besteht ein Bakteriophage aus einem Proteinmantel und genetischem Material.

    Geschichte von

    Der englische Bakteriologe Frederick Tuort beschrieb 1915 in einem Artikel eine infektiöse Staphylokokkenerkrankung, das infektiöse Agens durchlief die Filter und konnte von einer Kolonie in eine andere übertragen werden. Unabhängig von Frederick Tours berichtete der französisch-kanadische Mikrobiologe Felix D'Erell am 3. September 1917 über die Entdeckung von Bakteriophagen. Es ist bekannt, dass der russische Mikrobiologe Nikolai Fjodorowitsch Gamalej im Jahre 1897 zum ersten Mal das Phänomen der Lyse von Bakterien (Anthraxbazillus) unter dem Einfluss eines transplantierbaren Agens beobachtet hat.

    Nach der Entdeckung der Bakteriophagenphänomene entwickelte D'Erell die Theorie, dass Bakteriophagen pathogener Bakterien als Parasiten eine wichtige Rolle bei der Pathogenese von Infektionen spielen, indem sie die Heilung des erkrankten Organismus sicherstellen und dann eine spezifische Immunität erzeugen. Diese Position hat die Aufmerksamkeit vieler Forscher auf das Phänomen der Bakteriophagen gelenkt, die vorgeschlagen haben, in Phagen ein wichtiges Mittel zur Bekämpfung der gefährlichsten Infektionskrankheiten von Menschen und Tieren zu finden. Felix D'Erell schlug auch vor, dass Bakteriophagen korpuskular sind. Aber erst nach der Erfindung des Elektronenmikroskops war es möglich, die Ultrastruktur von Phagen zu sehen und zu untersuchen.

    Bakteriophagen in der Natur

    Bakteriophagen sind unsichtbar überall in unserer Welt vorhanden - im Ozean, Boden, Tiefwasserquellen, Trinkwasser und Nahrung. Sie sind die am häufigsten vertretene Form des Lebens auf der Erde - von 10 30 bis 10 32 Phagenpartikel in der Biosphäre - und spielen eine Schlüsselrolle bei der Aufrechterhaltung des Gleichgewichts aller untersuchten Ökosysteme. Bakteriophagen sind natürliche Regulatoren und Kämpfer gegen Bakterien und liefern ein dynamisches Gleichgewicht in der Natur, wobei sie die relative Konstanz der mikrobiellen Landschaft in der Natur aufrechterhalten und das Wachstum der Bakterienpopulation begrenzen. Bakteriophagen sind sogar in unserer Nahrung vorhanden - tägliches Essen von Bakteriophagen mit Nahrung, in der sie natürlich vorhanden sind, reguliert das mikrobielle Gleichgewicht im menschlichen Körper.

    Der berühmte Wissenschaftler D, Erell führte die Bakteriophagen weltweit als natürliche antibakterielle Mittel ein und schlug vor, sie bereits vor der Entdeckung von Antibiotika zur Therapie einzusetzen.

    Klassifizierung

    Es gibt zwei Gruppen von Bakteriophagen: moderat und virulent. Moderate Phagen vermehren sich langsam innerhalb der betroffenen Bakterienzelle, werden von Generation zu Generation in der Bakterienkolonie übertragen und zerstören periodisch mikrobielle Zellen. Dieser Effekt wird als lysogen bezeichnet. Virale Phagen, die sich einmal in der Zelle der Mikrobe befinden, beginnen sich schnell zu vermehren, was zum schnellen Tod der infizierten Zelle führt. Dieser Effekt wird als lytisch bezeichnet.

    Welche Probleme lösen Bakteriophagenpräparate?

    1.Effektiver Kampf gegen bakterielle Infektionen

    Sie ermöglichen eine effektive Bekämpfung von bakteriellen Infektionen ohne das Risiko, Komplikationen in der Leber, den Nieren und anderen lebenswichtigen Organen zu entwickeln, die der schädlichen Wirkung herkömmlicher antibakterieller Mittel unterliegen.

    2. Stärkung der Wirkung von Antibiotika

    In Kombination mit dem Antibiotikum kann die Wirksamkeit des letzteren gesteigert werden.

    3. Nur schädliche Bakterien werden zerstört.

    Sie zerstören schädliche Bakterien und behalten ihre eigenen "nützlichen" Bakterien für uns (Darmflora, Genitalmikroflora), ohne Dysbiose zu verursachen.

    4. Wirksamer Ersatz von Antibiotika

    In Ermangelung der Wirkung der Verwendung von Antibiotika (mit der Resistenz von Bakterien gegen Antibiotika) und das Vorhandensein einer chronischen, wiederkehrenden Infektion, sind Bakteriophagen eine ausgezeichnete Wahl als Medikamente für antibakterielle Therapie.

    5. Minimale Kontraindikationen

    Bei Kontraindikationen für den Einsatz von Antibiotika (mit Antibiotika-assoziierter Diarrhoe, Leber- und Nierenschäden etc.) sind Bakteriophagen unverzichtbar.

    6. Bakteriophagen können sowohl im Inneren als auch für den externen Gebrauch verwendet werden.

    Bakteriophagen können sowohl im Inneren als auch für den externen Gebrauch verwendet werden, was das Problem nicht nur auf der Ebene des gesamten Organismus, sondern auch lokal an der Infektionsstelle löst.

    Der Mechanismus der Wirkung von Bakteriophagen

    Das Virus tritt in die Zelle eines pathogenen Bakteriums ein, wird in sein Genom eingeführt und beginnt sich zu vermehren. Nachdem sich eine gewisse Menge neuer Viruspartikel (Virionen) in der Bakterienzelle angesammelt haben, kollabiert die Zelle, Viren entstehen und infizieren neue Bakterienzellen.

    Bakteriophagen-Lebenszyklus

    1. Der Phage nähert sich den Bakterien und die Schwanzfilamente binden an Rezeptorstellen auf der Oberfläche der Bakterienzelle.
    2. Die Schwanzfilamente biegen und verankern die Spikes und Basallamina auf der Zelloberfläche; die Schwanzhülle schrumpft und zwingt die Hohlstange, in den Käfig einzudringen; dies trägt zum Enzym Lysozym bei, das sich in der Basalplatte befindet; somit wird eine Nukleinsäure (DNA oder RNA) in die Zelle eingefügt.
    3. Phagen-Nukleinsäure codiert die Synthese von Phagen-Enzymen unter Verwendung des Wirt-Protein-Synthese-Apparats.
    4. Auf die eine oder andere Weise inaktiviert der Phage Wirts-DNA und -RNA, und die Phagenenzyme zerlegen ihn vollständig; RNA-Phage unterwirft den zellulären Apparat.
    5. Phagen-Nukleinsäure repliziert und codiert die Synthese neuer Hüllproteine.
    6. Neue Phagenpartikel, die als Ergebnis einer spontanen Selbstorganisation der Proteinhülle um die Phagen-Nukleinsäure herum gebildet werden; unter der Kontrolle von RNA-Phagen wird durch Lysozym synthetisiert.
    7. Zelllyse: Die Zelle platzt unter dem Einfluss von Lysozym; etwa 200-1000 neue Phagen werden freigesetzt; Phagen infizieren andere Bakterien.
    8. Die Schritte 1-7 dauern etwa 30 Minuten. Dieser Zeitraum wird als Latenzzeit bezeichnet.

    Zwei Seiten der Münze

    Verdienste

    Bakterien verlieren ihre Empfindlichkeit gegenüber der Wirkung von Antibiotika. Die pharmazeutische Industrie synthetisiert ständig andere. Es ist jedoch bekannt, dass die Möglichkeiten für die Synthese von Antibiotika begrenzt sind. Antibiotika passen sich der Wirkung von Bakteriophagen sehr stark an, und Experten zufolge können Mikroben keine Resistenz gegen einen Komplex von mehreren Bakteriophagen entwickeln. Darüber hinaus haben Bakteriophagen fast keine Nebenwirkungen, weniger wahrscheinlich, allergische Phänomene zu verursachen, können mit allen Drogen kombiniert werden. Bakteriophagen sind gegenwärtig gut in der Behandlung von urologischen Erkrankungen, eitrigen Prozessen in der Chirurgie sowie in der Behandlung von infektiösen Darmerkrankungen bei Neugeborenen etabliert.

    Nachteile

    1. Leider haben medizinische Bakteriophagen auch viele Mängel. Das Hauptproblem ergibt sich aus der Würde - der hohen Spezifität der Phagen. Jeder Bakteriophage infiziert eine streng definierte Art von Bakterien, nicht einmal eine taxonomische Spezies, sondern eine Anzahl von engeren Spezies, Stämme. Relativ gesehen, als ob der Wachhund nur die zwei Meter hohen Schläger in schwarzen Regenmänteln zu bellen anfing, reagierten sie überhaupt nicht auf den Teenager, der in kurzen Hosen ins Haus ging. Daher gibt es für aktuelle Phagenpräparate Fälle von unwirksamer Verwendung. Ein Medikament gegen eine bestimmte Reihe von Belastungen und die Behandlung von Streptokokken-Angina in Smolensk kann gegen alle Anzeichen der gleichen Halsschmerzen in Kemerowo machtlos sein. Die gleiche Krankheit wird durch die gleiche Mikrobe verursacht, und Streptokokkenstämme in verschiedenen Regionen sind unterschiedlich.

    Für die wirksamste Verwendung von Bakteriophagen ist eine genaue Diagnose einer pathogenen Mikrobe bis zu einem Stamm erforderlich. Die heute gebräuchlichste diagnostische Methode ist die Kultursaat, die viel Zeit in Anspruch nimmt und nicht die erforderliche Genauigkeit bietet. Schnelle Methoden - Typisierung mittels PCR oder Massenspektrometrie - werden wegen der hohen Kosten der Ausrüstung und der höheren Qualifikationsanforderungen für Labortechniker langsam eingeführt. Idealerweise könnte die Auswahl der Phagenkomponenten des Arzneimittels gegen die Infektion jedes einzelnen Patienten erfolgen, aber dies ist teuer und in der Praxis inakzeptabel.

    1. Ein weiterer wichtiger Nachteil von Phagen ist ihre biologische Natur. Neben der Tatsache, dass Bakteriophagen zur Aufrechterhaltung der Infektiosität besondere Aufbewahrungs- und Transportbedingungen benötigen, eröffnet diese Behandlungsmethode Raum für viele Spekulationen zum Thema "Fremd-DNA im Menschen". Und obwohl bekannt ist, dass ein Bakteriophage im Prinzip keine menschliche Zelle infizieren und seine DNA injizieren kann, ist eine Änderung der öffentlichen Meinung nicht einfach.
    2. Die dritte Einschränkung ergibt sich aus der biologischen Natur und im Vergleich zu niedermolekularen Arzneimitteln (den gleichen Antibiotika), dem Problem der Bakteriophagenabgabe an den Körper. Wenn sich eine mikrobielle Infektion entwickelt, bei der der Bakteriophage direkt in Form von Tropfen, Spray oder Klistier angewendet werden kann - auf der Haut, offene Wunden, Verbrennungen, Schleimhäute des Nasopharynx, Ohren, Augen, Dickdarm - dann gibt es kein Problem.
    3. Aber wenn die Infektion in den inneren Organen auftritt, ist die Situation komplizierter. Fälle einer erfolgreichen Behandlung von Infektionen der Nieren oder der Milz mit der üblichen oralen Verabreichung der Bakteriophagenpräparation sind bekannt. Aber der Mechanismus der Penetration von relativ großen (100 nm) Phagenpartikeln aus dem Magen in den Blutstrom und in die inneren Organe ist kaum verstanden und variiert von Patient zu Patient stark. Bakteriophagen sind auch gegenüber den Mikroben, die sich in Zellen entwickeln, beispielsweise den Erregern der Tuberkulose und Lepra, machtlos. Der Bakteriophage kann nicht durch die Wand einer menschlichen Zelle gelangen.

    Es sollte darauf hingewiesen werden, dass die Verwendung von Bakteriophagen und Antibiotika für medizinische Zwecke nicht sein sollte. Mit ihrer gemeinsamen Wirkung wird eine gegenseitige Verstärkung der antibakteriellen Wirkung beobachtet. So kann beispielsweise die Antibiotikagabe auf Werte reduziert werden, die keine ausgeprägten Nebenwirkungen haben. Dementsprechend ist der Mechanismus für die Herstellung von Bakterienresistenz gegenüber beiden Komponenten des kombinierten Arzneimittels nahezu unmöglich.

    Die Erweiterung des antimikrobiellen Arsenals bietet mehr Freiheitsgrade bei der Wahl der Behandlungsmethoden. Daher ist die wissenschaftlich fundierte Entwicklung des Konzepts der Bakteriophagennutzung in der antimikrobiellen Therapie eine vielversprechende Richtung. Bakteriophagen dienen nicht so sehr als Alternative, sondern als Ergänzung und Gewinn im Kampf gegen Infektionen.

    Anwendung

    In der Medizin

    Ein Bereich der Bakteriophagen-Anwendung ist die Antibiotikatherapie, eine Alternative zu Antibiotika. Zum Beispiel werden Bakteriophagen verwendet: Streptokokken, Staphylokokken, Klebsiellozny, dysenterische polyvalente, Pyobacteriophage, wenn, schützende und Koloprotein und andere. Gegenwärtig werden sie verwendet, um bakterielle Infektionen zu behandeln, die gegenüber der traditionellen Behandlung mit Antibiotika unempfindlich sind, insbesondere in der Republik Georgien. Üblicherweise wird der Einsatz von Bakteriophagen von mehr als Antibiotika begleitet, wo biologische Membranen mit Polysacchariden überzogen sind, durch die Antibiotika normalerweise nicht eindringen. Gegenwärtig hat die therapeutische Verwendung von Bakteriophagen im Westen keine Zulassung erhalten, obwohl Phagen dazu verwendet werden, Bakterien zu zerstören, die eine Lebensmittelvergiftung verursachen, wie beispielsweise Listeria. In der langjährigen Erfahrung wurde die ungewöhnlich hohe therapeutische und prophylaktische Wirksamkeit von dysenterischen Bakteriophagen im Volumen einer Großstadt und in ländlichen Gebieten nachgewiesen.

    In der Biologie

    Bakteriophagen werden in der Gentechnik als Vektoren eingesetzt, die Teile der DNA übertragen, es ist aber auch ein natürlicher Gentransfer zwischen Bakterien durch einige Phagen möglich (Transduktion).

    Phagenvektoren werden üblicherweise auf der Basis eines moderaten Bakteriophagen λ erzeugt, der ein doppelsträngiges lineares DNA-Molekül enthält. Die linke und rechte Schulter des Phagen weist alle Gene auf, die für den lytischen Zyklus (Replikation, Reproduktion) notwendig sind. Der mittlere Teil des Bakteriophagen-Genoms λ (enthält Gene, die die Lysogenese steuern, dh seine Integration in die DNA der Bakterienzelle) ist für seine Reproduktion nicht wesentlich und beträgt ungefähr 25.000 Basenpaare. Dieser Teil kann durch ein außerirdisches DNA-Fragment ersetzt werden. Solche modifizierten Phagen durchlaufen einen lytischen Zyklus, aber Lysogenese tritt nicht auf. Bakteriophagen-λ-basierte Vektoren werden verwendet, um eukaryotische DNA-Fragmente (d. H. Größere Gene) mit einer Größe von bis zu 23.000 Basenpaaren (m) zu klonieren. Darüber hinaus Phagen ohne Einsätze - weniger als 38 m. N. oder, im Gegenteil, mit zu großen Einsätzen - mehr als 52 m. Bakterien nicht entwickeln oder infizieren.

    Da Bakteriophagenvermehrung nur in lebenden Zellen möglich ist, können Bakteriophagen verwendet werden, um die Lebensfähigkeit von Bakterien zu bestimmen. Diese Richtung hat große Aussichten, denn eines der Hauptprobleme in verschiedenen biotechnologischen Prozessen ist die Bestimmung der Lebensfähigkeit der verwendeten Kulturpflanzen. Unter Verwendung der Methode der elektrooptischen Analyse von Zellsuspensionen wurde gezeigt, dass phagenmikrobielle Zellwechselwirkungsstadien untersucht werden können.

    Bakteriophagen

    Bakteriophagen sind Viren, die Bakterienzellen selektiv infizieren. Bakteriophagen vermehren sich in Bakterien und bewirken deren Auflösung. Typischerweise besteht ein Bakteriophage aus einer Proteinhülle und einem genetischen Material - einzelsträngige oder doppelsträngige RNA. Teilchengröße von etwa 20 bis 200 Nanometer.

    Bakteriophagen-Lebenszyklus

    1. Der Phage nähert sich den Bakterien und die Schwanzfilamente binden an Rezeptorstellen auf der Oberfläche der Bakterienzelle.
    2. Die Schwanzfilamente biegen und verankern die Spikes und Basallamina auf der Zelloberfläche; die Schwanzhülle schrumpft und zwingt die Hohlstange, in den Käfig einzudringen; dies trägt zum Enzym Lysozym bei, das sich in der Basalplatte befindet; somit wird eine Nukleinsäure (DNA oder RNA) in die Zelle eingefügt.
    3. Phagen-Nukleinsäure codiert die Synthese von Phagen-Enzymen unter Verwendung des Wirt-Protein-Synthese-Apparats.
    4. Auf die eine oder andere Weise inaktiviert der Phage Wirts-DNA und -RNA, und die Phagenenzyme zerlegen ihn vollständig; RNA-Phage unterwirft den zellulären Apparat.
    5. Phagen-Nukleinsäure repliziert und codiert die Synthese neuer Hüllproteine.
    6. Neue Phagenpartikel, die als Ergebnis einer spontanen Selbstorganisation der Proteinhülle um die Phagen-Nukleinsäure herum gebildet werden; unter der Kontrolle von RNA-Phagen wird durch Lysozym synthetisiert.
    7. Zelllyse: Die Zelle platzt unter dem Einfluss von Lysozym; etwa 200-1000 neue Phagen werden freigesetzt; Phagen infizieren andere Bakterien.
    8. Die Schritte 1-7 dauern etwa 30 Minuten. Dieser Zeitraum wird als Latenzzeit bezeichnet.

    Bakteriophagen-Behandlung

    Bakteriophagen werden zur Antibiotikatherapie oder alternativ zu Antibiotika verwendet.

    Eine sehr wichtige Eigenschaft der Bakteriophagen ist ihre Spezifität: Bakteriophagen lysieren Kulturen einer bestimmten Art, darüber hinaus gibt es sogenannte. typische Bakteriophagen, lysierende Varianten innerhalb einer Spezies.

    Bakteriophagen können nachgewiesen werden, indem ein Material, das Bakteriophagen enthält, auf dichte Nährmedien aufgebracht wird, die mit einem Rasen einer empfindlichen Bakterienkultur geimpft werden. An der Stelle des Rasens, wo der Bakteriophage fiel, bildet sich ein steriler Fleck oder eine Plaque - die Zone der Lyse der Bakterien des Rasens aufgrund der Vermehrung der Bakteriophagen. Die Anzahl der gebildeten Bakteriophagen-negativen Kolonien entspricht der Anzahl der Bakteriophagen in dem Material.

    Bakteriophagen werden verwendet, um bestimmte bakterielle Infektionen zu verhindern und zu behandeln. In letzter Zeit hat das Interesse an ihnen aufgrund der breiten Verbreitung von arzneimittelresistenten Formen von pathogenen und bedingt pathogenen Bakterien zugenommen. Bakteriophagenpräparate werden in Form von Tabletten, Salben, Aerosolen, Suppositorien in flüssiger Form hergestellt. Sie werden zur Bewässerung, zum Abschmieren von Wundflächen, zur oralen, intravenösen Verabreichung usw. verwendet.

    Jeder Bewohner des Universums hat seinen eigenen Zweck: Alles in der Natur ist harmonisch und miteinander verbunden, alles hat seine eigenen logischen Verbindungen und erfordert Gleichgewicht, um in Balance und Harmonie zu leben

    Bakteriophagen - (Bazillus grech.fagos - Esser) - sind besondere Vertreter des Bereichs der Viren.

    Die Besonderheit von Bakteriophagen ist, dass sie sich angepasst haben, Bakterienzellen für ihre Vermehrung zu verwenden.

    Diese kleinen Kreaturen sind erstaunlich vielfältig.

    Bakterielle Viren, auch bekannt als Bakteriophagen, sind die größte bekannte Gruppe von Viren.

    Die moderne Klassifizierung von Bakteriophagen umfasst 13 Familien, die in mehr als 140 Gattungen unterteilt sind, die mehr als 5.300 Phagenarten enthalten.

    Die Verwendung moderner Elektronenmikroskope ermöglichte eine detaillierte Untersuchung der Struktur von Phagen. Es stellte sich heraus, dass viele von ihnen komplexer sind als Menschen-, Tier- und Pflanzenviren.

    Wie sieht Bakteriophage aus?

    Sie sind sehr klein, die kleinsten - und sie haben keine Zellen. Die Größe des Phagen beträgt 0,1-0,2 Millimikron (Millionstel Millimeter!), Was etwa 1/1000 einer Bakterienzelle mit einer Größe von etwa 5 Mikrometern entspricht.

    Phagen sehen ungewöhnlich aus. Darunter sind solche, die wie kleine Raumstationen aussehen: ordentliche Kristalle mit klaren Kanten, auf den Beinen stehende Fibrillen. Die Wände der "Schale" des Kristalls sind aus Proteinmolekülen aufgebaut, und innerhalb des Designs befindet sich die Phagengeninformation - DNA oder RNA

    Wo leben Bakteriophagen in freier Wildbahn?

    Sie haben eine sehr unterschiedliche Morphologie und Lebensraum. Sie leben überall dort, wo sich Bakterien befinden - im Wasser, im Boden, in Regentropfen, auf Oberflächen von Gegenständen, Gemüse, Früchten, auf Tierfellen, auf menschlicher Haut und im Körper.

    Je reicher das Umfeld mit Mikroorganismen ist, desto mehr Phagen drängen sich auf. Vor allem viele Phagen in schwarzen Böden und Böden, in denen organische Dünger eingesetzt wurden. In 1 mm3 gewöhnlichem Wasser - ungefähr eine Milliarde Phagen.

    Mann und Bakteriophage

    Man trinkt kein Rohwasser mehr aus Flüssen, spült nicht in natürlichen Gewässern. Wenn Wasser in die Wasserversorgung eintritt, muss es ein starres Chlorierungsbehandlungssystem durchlaufen. Und tatsächlich gehen alle Lebewesen, die im Wasser leben, zugrunde.

    Ja, wir werden so viele schädliche Mikroben los, aber leider werden wir unsere Mikrofreunde los.

    Warum ist es so beängstigend, Antibiotika zu verwenden, wenn sie nicht gezeigt werden, wenn eine Person noch nicht so krank ist, dass sie solch radikale, mächtige Werkzeuge braucht? Denn Antibiotika beeinflussen die gesamte Population von Bakterien und normaler Flora.

    Bakteriophagen sind natürliche Hemmstoffe der Bakterienpopulation.

    Jeder Bakteriophage dringt durch einen speziellen Mechanismus in "sein" Bakterium ein und beginnt sich dort zu vermehren. Es vermehrt sich dort, bis es das Bakterium bricht und herauskommt. Und dann beginnen viele Bakteriophagen nach Bakterien zu suchen, um sich darin zu vermehren.

    Von den Bakterien bleiben nur Trümmer zurück, aber nicht weniger als 100-200 neue Phagen sind bereit zum Angriff. Der Zyklus - vom Zeitpunkt der Infektion der Bakterien bis zur Freisetzung der Nachkommen - dauert je nach Phagentyp nur 15 bis 40 Minuten.

    Phagen sind streng selektiv.

    Wissenschaftler haben nicht einmal begonnen, Phagen zu benennen: Es ist viel bequemer, einen Phagen mit dem Namen Bakterien zu nennen. Es gibt Streptokokken-Phagen, dysenterische Phagen, Staphylokokken-Phagen usw., die dank Bakterien existieren. Wo Bakterien sind, gibt es Phagen: im Boden, im Wasser des Baches, im See, im Körper und auf der Haut einer Person, eines Tieres.

    In der Mikrowelt spielen Phagen die Rolle der natürlichen Begrenzer der Anzahl der Bakterien. Die Anzahl der Phagen variiert in Abhängigkeit von der Anzahl der Bakterien.

    Wenn die Anzahl der Bakterien, die der Phage benötigt, abnimmt, werden die Phagen kleiner, sonst haben sie keinen Platz mehr zu vermehren. Daher begrenzen Phagen die Bakterienpopulation, zerstören diese aber nicht vollständig.

    Das Verhältnis von Phagen zu den entsprechenden Bakterien ist in der gleichen Balance wie das Verhältnis von Räubern und Nagetieren im Makrokosmos.

    Was Experten sagen.

    Infektiologie-Prognose: "Die Phagentherapie wird bald zum Durchbruch im Kampf gegen Infektionen.

    Immunologen prognostizieren: "Die Phagentherapie wird die Nische besetzen, in der die moderne Immuntherapie unhaltbar ist"

    Analysten prognostizieren: "Innerhalb von fünf Jahren wird die Produktion von Bakteriophagen zu einer der führenden Branchen in der Pharmaindustrie"

    Die Geschichte der Bakteriophagen.

    1940er Jahre. Überall, außer der UdSSR, wurde die Entwicklung von Bakteriophagen aus der Zahl vielversprechender Studien gestrichen. In der UdSSR geht die Forschung weiter

    Überall auf der Welt gewinnt der Einsatz von Antibiotika an Popularität.

    Die 80er Jahre Die Wirksamkeit der Antibiotika-Behandlung nahm signifikant ab, Bakterien entwickelten Resistenzen.

    Das Interesse an der Phagentherapie hat wieder zugenommen.

    Anfang der 2000er Jahre etablierte Glenn Morris, ein Mitarbeiter der University of Maryland (USA), zusammen mit dem Forschungsinstitut für Bakteriophagen, Mikrobiologie und Virologie in Tiflis, Tests für Phagenpräparate, um eine Lizenz für deren Verwendung in den USA zu erhalten. Juli 2007 - In den USA zugelassene Bakteriophagen In den letzten Jahren wurden in Russland, Georgien, Polen, Frankreich, Deutschland, Finnland, Kanada, den Vereinigten Staaten, Großbritannien, Mexiko, Israel, Indien und Australien Studien zu den Eigenschaften von Bakteriophagen durchgeführt.

    Die Untersuchung der Eigenschaften von Phagen hat zur Entwicklung des Konzepts der Phagotherapie beigetragen.

    Bakteriophagen - Arten, Verordnung und Vorbereitungen

    Bakteriophagen sind spezifische Viren, die Mikroben selektiv angreifen und infizieren. Durch Multiplikation in der Zelle zerstören sie Bakterien. In diesem Fall wird die pathogene Mikroflora zerstört, und die nützliche Mikroflora bleibt erhalten.

    Die Verwendung dieser Viren wurde zu Beginn des Jahrhunderts zur Behandlung von Infektionskrankheiten vorgeschlagen. Das Interesse an ihnen in vielen Ländern der Welt wurde jedoch nach dem Auftreten von Antibiotika verloren. Heute ist das Interesse an diesen Viren zurück.

    Merkmale der Struktur und des Lebensraums


    Was ist Bakteriophage? Dies ist eine große Gruppe von Viren, 100 mal kleiner als die Bakterienzellen. Die Struktur von Phagen mit Mehrfachvergrößerung ist auffällige Vielfalt.

    Was sind Bakteriophagen?

    Es gibt neunzehn Virenfamilien, die sich in der Art der Nukleinsäure (DNA oder RNA) sowie in Form und Struktur des Genoms unterscheiden.

    Bakteriophagen in der Medizin sind nach der Geschwindigkeit der Einfluss auf pathogene Bakterien klassifiziert:

    1. Moderate Bakteriophagen zerstören langsam und teilweise Krankheitserreger und verursachen irreversible Veränderungen in ihnen, die an die nächste Generation von Mikroben übertragen werden. Dies ist der sogenannte lysogene Effekt.
    2. Virulente Moleküle des Virus, einmal in den Zellen einer Mikrobe, vermehren sich aktiv und schnell. Sie führen fast sofort zum Absterben der Bakterien (lytische Wirkung).
    3. Die milde Mikrobenart wird als Alternative zur Behandlung von bakteriellen Infektionen verwendet. Sie haben bestimmte Vorteile:
    4. Bequeme Form. Das Medikament wird zur oralen Verabreichung als Lösung oder als Tablette hergestellt.

    Im Gegensatz zu Antibiotika haben Bakteriophagen keine Nebenwirkungen, verursachen weniger allergische Reaktionen und haben keine sekundären Nebenwirkungen.

    Es gibt keinen Widerstand von Mikroben. Es ist schwieriger für Bakterien, sich an Viren anzupassen, und mit komplexen Effekten ist es fast unmöglich.

    Aber es gibt auch Nachteile:

    • der Verlauf der Therapie ist länger;
    • bestimmte Schwierigkeiten bei der Auswahl der richtigen Gruppe von Drogen;
    • das bakterielle Genom wird von einer Mikrobe auf eine andere übertragen.

    Arten von Bakteriophagen

    In der Medizin bevorzugen sie unter Berücksichtigung der Spezifität der beschriebenen Viren die Verwendung von komplexen und polyvalenten Bakteriophagen, die mehrere Arten dieser Mikroben enthalten.

    Liste und Beschreibung der Bakteriophagen:

    1. Dysfak, polyvalente Dysenterie. Er verursacht den Tod von Shigella Flexner und Zonne.
    2. Typhus tötet Krankheitserreger von Typhus, Salmonellen.
    3. Klebsiella polyvalent. Es ist ein komplexer Agent, der Klebsiella Lungenentzündung, Ozena, Rhinosclerom zerstört.
    4. Klebsiella pneumonia, Klebsifag - eine ausgezeichnete Assistentin im Kampf gegen das Urogenital-, Atmungs-, Verdauungssystem, chirurgische Infektionen, generalisierte septische Pathologien.
    5. Koliproteofag, Coliprotein. Es ist für die Behandlung von Pyelonephritis, Zystitis, Kolitis und anderen Krankheiten, die durch Proteus und Darm-Sticks hervorgerufen werden, bestimmt.
    6. Coliphagus Wirkt wirksam bei der Behandlung von Infektionen der Haut und inneren Organe, hervorgerufen durch enteropathogene E. coli Escherichia coli.
    7. Der Proteophage, der proteinschädigende Effekt auf spezifische Proteusmikroben, Vulgaris und Mirabilis, welche die Erreger eitriger Entzündungen von Darmpathologien sind.
    8. Streptococcus streptophagus neutralisiert schnell Staphylokokken, die bei eitrigen Infektionen abgesondert werden.
    9. Pseudomuskulär. Es wird für die Behandlung von Entzündungen empfohlen, die den Pyocyanstick provozieren. Lysiert die Pseudomonas aeruginosis Bakterien.
    10. Komplexpyobacteriophage. Es ist eine Mischung von Phagolysaten von Streptokokken, Enterokokken, Staphylokokken, Pseudomanus aeruginoza, Escherichia coli, Klebsiell oxytocic und Pneumonie.
    11. Sektafag, polivaletnyj pyobacteriophage. Schädliche Wirkung auf Escherichia wenn.
    12. Intensi. Eine komplexe Droge, die Shigilla, Salmonellen, Energococci, Staphylococcus, pseudomaniac Proteus und Aerunin lysiert.

    Bakteriophagen-Behandlung

    Nur ein Arzt nach der Untersuchung und Feststellung der Infektion sollte Medikamente verschreiben. Ihre unabhängige Verwendung kann unwirksam sein, da es unmöglich ist, die Empfindlichkeit gegenüber Phagen ohne eine spezielle Untersuchung zu bestimmen.

    Das Behandlungsschema wird für jeden Kunden individuell entwickelt. Meistens greifen sie auf Medikamente zur Behandlung von Darmdysbiose zurück. Der Behandlungsverlauf kann etwa fünf Tage dauern, in einigen Fällen jedoch bis zu 15 Tage. Wiederholen Sie die Kurse für mehr Effizienz 2-3 mal.

    Ein Beispiel für einen Verlauf der Behandlung einer Staphylokokken-Infektion:

    • Kind bis zu sechs Monaten - 5 ml;
    • von sechs Monaten bis zu einem Jahr - 10 ml;
    • ein Kind von ein bis drei Jahren - 15 ml;
    • von 3 Jahren bis 8-20 ml;
    • Kind nach acht Jahren - 30 ml.;
    • Babys geben Phagen oral, Tropfen in der Nase, in Form eines Einlaufs.

    Bakteriophagenpräparate

    Bakteriophagen vermehren sich in den Bakterien und töten sie dadurch ab. Während Medikamente im Laufe der Behandlung konsumiert werden und ihre Anzahl abnimmt, kann die Anzahl der Phagen im Gegenteil zunehmen.

    Mit dem Verschwinden von Lebensmittelphagen - schädlichen Bakterien verschwinden Phagen selbst.

    Bakteriophagenpräparate werden bei der Behandlung von Krankheiten bei Kindern verwendet:

    • Ohrinfektionen;
    • Harnwegsinfektionen;
    • Infektionen der Atemwege;
    • chirurgische Infektionen;
    • Magen-Darm-Infektionen;
    • Augeninfektionen usw.

    Um Bakteriophagen zu züchten, wird ein Material mit Bakteriophagen auf ein Nährmedium aufgebracht, das mit einer bestimmten Bakterienkultur ausgesät wurde. An den Stellen ihres Eindringens bildet sich eine Zone von zerstörten Bakterien, die eine leere Stelle ist. Dieses Material wird mit einer bakteriologischen Nadel genommen. Es wird in eine Bakterienkultur übertragen, die eine junge Suspension enthält. Diese Aktionen werden bis zu 10 mal durchgeführt, so dass der resultierende Bakteriophage sauber ist.

    Auf der Grundlage von Bakteriophagen produzieren Drogen in Form von Kerzen, Aerosolen, Tabletten, Lösungen und anderen Formen. Der Name des Medikaments verwendet eine Gruppe von Bakterien, um zu bekämpfen, wofür sie bestimmt sind.

    Vergleich mit Antibiotika

    Im Gegensatz zu Antibiotika beeinträchtigen alle Arten von Bakteriophagenpräparaten den menschlichen Körper nicht nachteilig.

    Jede Spezies beeinflusst selektiv Mikroorganismen, so dass sie nicht nur die Mikroflora nicht schädigen, sondern auch bei der Behandlung von Dysbiose eingesetzt werden. Diese Medikamente werden jedoch viel seltener als Antibiotika aus mehreren Gründen verwendet:

    1. Bakteriophagen dringen nicht in das Blut ein. Sie werden nur verwendet, wenn es möglich ist, das Arzneimittel leicht an den Expositionsort zu bringen. Zum Beispiel, spülen Sie den Hals, wenden Sie direkt auf die Wunde, trinken mit Darminfektion.
    2. Bei der Verwendung von Bakteriophagen ist es wichtig, auf die Diagnose zu vertrauen. Die Ausnahmen sind Kombinationsdrogen mit Bakteriophagen gegen verschiedene Krankheitserreger. Die Wirksamkeit dieser Medikamente ist geringer und der Preis ist mehr.

    Bakteriophagen

    Bakteriophagen (Phagen) (aus dem alten Griechisch φᾰγω - "verschlingen") sind Viren, die Bakterienzellen selektiv infizieren. Meistens vermehren sich Bakteriophagen in Bakterien und verursachen ihre Lyse. Ein Bakteriophage besteht in der Regel aus einer Proteinhülle und dem Erbgut einer einzel- oder doppelsträngigen Nukleinsäure (DNA oder seltener RNA). Die Teilchengröße beträgt etwa 20 bis 200 nm.

    Inhalt

    Geschichte von

    Der englische Bakteriologe Tuort, Frederick, beschrieb 1915 in einem Artikel eine Infektionskrankheit von Staphylokokken, einem infektiösen Agens, das durch Filter ging und von einer Kolonie in eine andere übertragen werden konnte.

    Unabhängig von Frederick Tours, dem französisch-kanadischen Mikrobiologen D'Erel, berichtete Felix am 3. September 1917 von der Entdeckung von Bakteriophagen.

    Nach der Entdeckung der Bakteriophagenphänomene entwickelte D'Erell die Theorie, dass Bakteriophagen pathogener Bakterien als Parasiten eine wichtige Rolle bei der Pathogenese von Infektionen spielen, indem sie die Heilung des erkrankten Organismus sicherstellen und dann eine spezifische Immunität erzeugen. Diese Position hat die Aufmerksamkeit vieler Forscher auf das Phänomen der Bakteriophagen gelenkt, die vorgeschlagen haben, in Phagen ein wichtiges Mittel zur Bekämpfung der gefährlichsten Infektionskrankheiten von Menschen und Tieren zu finden.

    Felix D'Erel schlug auch vor, dass Bakteriophagen korpuskulär sind. Aber erst nach der Erfindung des Elektronenmikroskops war es möglich, die Ultrastruktur von Phagen zu sehen und zu untersuchen. Lange Zeit beruhten die Vorstellungen über die Morphologie und die Hauptmerkmale der Phagen auf den Ergebnissen der Untersuchung der T-Gruppen-Phagen - T1, T2,..., T7, die auf dem E. coli-Stamm B brüten. Jedes Jahr erschienen jedoch neue Daten über die Morphologie und Struktur verschiedener Phagen. was ihre morphologische Klassifizierung notwendig machte.

    Die Rolle von Bakteriophagen in der Biosphäre

    Bakteriophagen sind die zahlreichsten, weit verbreitet in der Biosphäre und vermutlich der evolutionär ältesten Gruppe von Viren [3] [4]. Die ungefähre Populationsgröße von Phagen beträgt mehr als 10 30 Phagenpartikel [5].

    Unter natürlichen Bedingungen werden Phagen dort gefunden, wo Bakterien für sie empfindlich sind. Je reicher dieses oder jenes Substrat (Boden, Ausscheidungen von Menschen und Tieren, Wasser usw.) durch Mikroorganismen ist, desto mehr finden sich die entsprechenden Phagen darin. Also sind Phagen, die Zellen aller Arten von Bodenmikroorganismen lysieren, im Boden. Besonders reich an Phagen von Schwarzerde und Boden, in denen organische Dünger angewendet wurden.

    Bakteriophagen spielen eine wichtige Rolle bei der Kontrolle der Anzahl mikrobieller Populationen bei der Autolyse seneszenter Zellen beim Transfer bakterieller Gene, die als Vektor- "Systeme" wirken [6].

    Tatsächlich stellen Bakteriophagen eines der wichtigsten beweglichen genetischen Elemente dar. Durch Transduktion bringen sie neue Gene in das bakterielle Genom ein. Es wurde geschätzt, dass 10 24 Bakterien in 1 Sekunde infiziert werden können [7]. Dies bedeutet, dass der konstante Transfer von genetischem Material auf Bakterien verteilt ist, die unter ähnlichen Bedingungen leben.

    Die hohe Spezialisierung, die langfristige Existenz, die Fähigkeit, sich schnell im geeigneten Wirt zu vermehren, tragen zu ihrer Erhaltung in einem dynamischen Gleichgewicht zwischen einer Vielzahl von Bakterienarten in jedem natürlichen Ökosystem bei. Wenn ein geeigneter Wirt abwesend ist, können viele Phagen über Jahrzehnte hinweg infiziert bleiben, wenn sie nicht durch extreme Substanzen oder Umweltbedingungen zerstört werden [8].

    Die Struktur von Bakteriophagen

    Bakteriophagen unterscheiden sich in chemischer Struktur, Art der Nukleinsäure, Morphologie und Art der Wechselwirkung mit Bakterien. Nach Größe sind bakterielle Viren hunderte und tausende Male kleiner als mikrobielle Zellen.

    Ein typisches Phagenpartikel (Virion) besteht aus einem Kopf und einem Schwanz. Die Schwanzlänge beträgt in der Regel 2 - 4 mal den Durchmesser des Kopfes. Der Kopf enthält den genetischen Material - einzelsträngige oder doppelsträngige RNA oder DNA-Transkriptase-Enzym in einem inaktiven Zustand, durch ein Protein oder Lipoprotein-Hülle umgeben - das Capsid-Gen wird Konservieren von Zellen [9].

    Nucleinsäure und Capsid bilden zusammen das Nucleocapsid. Bakteriophagen können ein ikosaedrisches Kapsid aufweisen, das aus mehreren Kopien von einem oder zwei spezifischen Proteinen zusammengesetzt ist. Gewöhnlich bestehen Winkel aus Protein-Pentameren und jede Seite wird von Hexameren des gleichen oder ähnlichen Proteins getragen. Darüber hinaus können die Phagen in Form sphärisch, limoniform oder pleomorph sein [10]. Der Schwanz ist eine Proteinröhre - eine Fortsetzung der Proteinhülle des Kopfes, an dessen Basis sich eine ATPase befindet, die Energie für die Injektion von genetischem Material regeneriert. Es gibt auch Bakteriophagen mit einem kurzen Prozess, ohne einen Prozess und filamentös [11].

    Phagen sind wie alle Viren absolute intrazelluläre Parasiten. Obwohl sie alle Informationen enthalten, um ihre eigene Vermehrung im entsprechenden Wirt zu starten, fehlen ihnen die Mechanismen zur Erzeugung von Energie und das Ribosom für die Proteinsynthese. Einige Phagen im Genom enthalten mehrere tausend Basen, während Phage G, der größte der sequenzierten Phagen, 480.000 Basenpaare enthält - doppelt so viel wie Bakterien, obwohl es immer noch nicht genug Gene für das wichtigste bakterielle Organ des Ribosoms gibt.

    Systematik von Bakteriophagen

    Eine Vielzahl von isolierten und untersuchten Bakteriophagen bestimmt die Notwendigkeit ihrer Systematisierung. Die Einteilung der Bakterienviren hat sich verändert: Sie beruht auf den Eigenschaften des Wirtsvirus, berücksichtigt die serologischen und morphologischen Eigenschaften und dann die Struktur und physikalisch-chemische Zusammensetzung des Virions [12].

    Gegenwärtig werden gemäß der internationalen Klassifikation und Nomenklatur von Viren Bakteriophagen, in Abhängigkeit von der Art der Nukleinsäure, in DNA- und RNA-haltig unterteilt.

    Myoviridae, Siphoviridae, Podoviridae, Lipothrixviridae, Plasmaviridae, Corticoviridae, Fuselloviridae, Tectiviridae, Microviridae, Inoviridae Plectovirus und Inoviridae Inovirus: Die morphologischen Eigenschaften von DNA enthaltenden Phagen werden in die folgenden Familien hervorgehoben.

    RNA-haltig: Cystoviridae, Leviviridae [13].

    Die Wechselwirkung von Bakteriophagen mit Bakterienzellen

    Durch die Art der Wechselwirkung eines Bakteriophagen mit einer Bakterienzelle werden virulente und moderate Phagen unterschieden [11]. Virulente Phagen können nur im lytischen Zyklus quantitativ zunehmen [8]. Der Interaktionsprozess virulenter Bakteriophage mit der Zelle besteht aus mehreren Schritten: Adsorption des Phagen an die Zelle, die Zellkomponenten Phagen-Biosynthese und Montage von Bakteriophagen Ausgangszellen eindringende [7] [14].

    Anfänglich heften sich Bakteriophagen an phagospezifische Rezeptoren auf der Oberfläche der Bakterienzelle an. Phagenschwanz mit Enzymen, an seinem Ende (hauptsächlich Lysozym), löst sich lokal die Schalenzellen reduziert wird und die DNA in dem Kopf enthalten ist, in die Zelle injiziert, wobei die Proteinhülle des Bakteriophagenpartikels außen bleibt. Injizierte DNA bewirkt eine vollständige Neuorganisation des Zellstoffwechsels: Die Synthese von bakterieller DNA, RNA und Proteinen hört auf. Die Bakteriophagen-DNA beginnt unter Verwendung ihres eigenen Transkriptase-Enzyms, das nach Eintritt in die Bakterienzelle aktiviert wird, zu transkribieren. Zuerst werden frühe und dann späte mRNA synthetisiert, die in die Wirtszellribosomen eindringen, wo frühe (DNA-Polymerasen, Nukleasen) und späte (Kapsid- und Schwanzprozessproteine, Lysozym-, ATPase- und Transkriptaseenzyme) Bakteriophagenproteine ​​synthetisiert werden. Die Replikation von Bakteriophagen-DNA erfolgt durch einen semi-konservativen Mechanismus und wird unter Beteiligung ihrer eigenen DNA-Polymerasen durchgeführt. Nach der Synthese von späten Proteinen und dem Abschluss der DNA-Replikation beginnt der endgültige Prozess - die Reifung von Phagenpartikeln oder die Kombination von Phagen-DNA mit dem Hüllprotein und die Bildung reifer infektiöser Phagenpartikel [15].

    Die Dauer dieses Prozesses kann von einigen Minuten bis zu mehreren Stunden reichen [8]. Dann tritt Zelllyse auf und neue reife Bakteriophagen werden freigesetzt [11]. Manchmal initiiert der Phage einen Lysierungszyklus, der zur Zelllyse und zur Freisetzung neuer Phagen führt. Als Alternative kann die Phage lysogenen Zyklus initiieren, in dem es anstelle reversibel mit dem genetischen System eines Wirtszellreplikation in Wechselwirkung tritt, integriert in das Chromosom oder in einem Plasmid persistierenden [8]. Somit wird das virale Genom synchron mit der Wirts-DNA und Zellteilung repliziert, und dieser Zustand des Phagen wird Prophage genannt. Das Bakterium, das den Prophagen enthält, wird lysogen, bis der Prophage unter bestimmten Bedingungen oder spontan nicht zur Durchführung des Lyse-Replikationszyklus stimuliert wird. Der Übergang von der Lysogenie zur Lyse wird lysogene Induktion oder prophage Induktion genannt. Die Phageninduktion wird stark durch den Zustand der Wirtszelle vor der Induktion sowie das Vorhandensein von Nährstoffen und anderen Bedingungen, die zum Zeitpunkt der Induktion auftreten, beeinflusst. Schlechte Wachstumsbedingungen begünstigen den lysogenen Weg, gute Bedingungen begünstigen die Lysereaktion [8] [11] [15].

    Ein sehr wichtiges Merkmal der Phagen ist ihre Spezifität: Bakteriophagen lysierten Kultur eines bestimmten Typs, darüber hinaus gibt die sogenannten typische Bakteriophage lytisch Varianten innerhalb einer Art sind, obwohl es polyvalente Bakteriophagen sind, die in Bakterien verschiedener Arten parasitärer sind [16] [17].

    Lebenszyklus

    Moderate und virulente Bakteriophagen in den Anfangsstadien der Wechselwirkung mit einer Bakterienzelle haben den gleichen Zyklus.

    • Bakteriophagenadsorption an Phagen-spezifischen Zellrezeptoren.
    • Injektion von Phagen-Nukleinsäure in die Wirtszelle.
    • Gemeinsame Replikation von Phagen- und bakterieller Nukleinsäure.
    • Zellteilung
    • Als nächstes kann sich ein Bakteriophage in zwei Modellen entwickeln: dem lysogenen oder lytischen Weg. Moderate Bakteriophagen nach Zellteilung sind in einem Zustand von Prophagen (Lysogenic Pathway). Virulente Bakteriophagen entwickeln sich nach dem Lytic-Modell:
    • Phagen-Nucleinsäure steuert die Synthese von Phagenenzymen unter Verwendung der Bakterien-synthetisierenden Maschinerie für diesen Zweck. Auf die eine oder andere Weise inaktiviert der Phage Wirts-DNA und -RNA, und die Phagenenzyme zerlegen ihn vollständig; RNA-Phage "unterjocht" die zelluläre Maschinerie der Proteinsynthese.
    • Phagen-Nukleinsäure repliziert und steuert die Synthese neuer Hüllproteine. Durch die spontane Selbstorganisation der Proteinhülle (Kapsid) um die Phagen-Nukleinsäure entstehen neue Phagenpartikel; unter der Kontrolle von RNA-Phagen wird durch Lysozym synthetisiert.
    • Zelllyse: Die Zelle platzt unter dem Einfluss von Lysozym; etwa 200-1000 neue Phagen werden freigesetzt; Phagen infizieren andere Bakterien.

    Anwendung

    In der Medizin

    Ein Bereich der Bakteriophagen-Anwendung ist die Antibiotikatherapie, eine Alternative zu Antibiotika. Zum Beispiel werden Bakteriophagen verwendet: Streptokokken, Staphylokokken, Klebsiellozny, dysenterische polyvalente, Pyobacteriophage, wenn, schützende und Koloprotein und andere.

    Bakteriophagen werden auch in der Gentechnik als Vektoren verwendet, die Teile der DNA übertragen, und ein natürlicher Gentransfer zwischen Bakterien durch einige Phagen (Transduktion) ist ebenfalls möglich.

    Phagenvektoren werden üblicherweise auf der Basis eines moderaten Bakteriophagen λ erzeugt, der ein doppelsträngiges lineares DNA-Molekül enthält. Die linke und rechte Schulter des Phagen weist alle Gene auf, die für den lytischen Zyklus (Replikation, Reproduktion) notwendig sind. Der mittlere Teil des Bakteriophagen-Genoms λ (enthält Gene, die die Lysogenese steuern, dh seine Integration in die DNA der Bakterienzelle) ist für seine Reproduktion nicht wesentlich und beträgt ungefähr 25.000 Basenpaare. Dieser Teil kann durch ein außerirdisches DNA-Fragment ersetzt werden. Solche modifizierten Phagen durchlaufen einen lytischen Zyklus, aber Lysogenese tritt nicht auf. Bakteriophagen-λ-basierte Vektoren werden verwendet, um eukaryotische DNA-Fragmente (d. H. Größere Gene) mit einer Größe von bis zu 23 kb zu klonieren. Darüber hinaus entwickeln und infizieren Phagen ohne Inserts - weniger als 38 kb oder, im Gegenteil, mit zu großen Inserts - mehr als 52 kb Bakterien nicht [18].

    In der Biologie

    Die Bakteriophagen M13, der Phage T4, T7 und der Phage λ werden verwendet, um Protein-Protein-, Protein-Peptid- und DNA-Protein-Wechselwirkungen unter Verwendung der Phage-Display-Methode zu untersuchen.

    Da die Reproduktion von Bakteriophagen nur in lebenden Zellen möglich ist, können Bakteriophagen verwendet werden, um die Lebensfähigkeit von Bakterien zu bestimmen. Diese Richtung hat große Aussichten, denn eines der Hauptprobleme in verschiedenen biotechnologischen Prozessen ist die Bestimmung der Lebensfähigkeit der verwendeten Kulturpflanzen. Mit der Methode der elektrooptischen Analyse von Zellsuspensionen konnte gezeigt werden, dass phagenmikrobische Zellwechselwirkungsstadien untersucht werden können [19].

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