Terapia con fagos
Felix d’Herella y George Eliava trabajaron juntos en Tbilisi la capital de Georgia (ex Unión Soviética), en la investigación y aplicación terapéutica de los fagos contra infecciones bacterianas. Posteriormente, el Instituto Eliava dedicado a este tipo de investigaciones fue fundado en 1923. Fruto de estos trabajos pioneros, el Instituto desarrolló y produjo medicamentos a base de fagos que fueron usados conjuntamente con antibióticos, y fueron distribuidos ampliamente en la ex Unión Soviética. A partir de la búsqueda de nuevos fagos para tratar diferentes enfermedades infecciosas bacterianas se logro crear un banco de fagos. Lamentablemente, todo este esfuerzo colectivo de investigación se vio peligrosamente afectado con el colapso Soviético. En la actualidad, existe gran interés por el tema; se está brindando apoyo económico al Instituto y se están formando sociedades comerciales que buscan impulsar los usos y aplicaciones de esta terapia.
Actualmente, en Tbilisi se aplican los fagos para tratar pie diabético, quemaduras, úlceras, osteomielitis, e infecciones resistentes a antibióticos. A pesar de los métodos modernos de investigación, la fuente de fagos no ha cambiado desde los tiempos de d’Herella. Muchos de los fagos son extraídos de las aguas contaminadas, en donde viven parasitando bacterias. En Tbilisi los investigadores obtuvieron, y siguen obteniendo sus fagos de las aguas del río Mtkvari que atraviesa la ciudad.
Sin embrago, existe aun escepticismo en la comunidad científica internacional sobre la efectividad y bioseguridad en el uso de fagos. Ian Molineaux, microbiólogo de la Universidad de Texas, señala que se necesita hacer experimentos clínicos controlados. Actualmente Molineaux esta trabajando con científicos de Georgia en la evaluación de la eficacia de los fagos para tratar vacas con mastitis.
Investigaciones con fagos
En 1980, se llevó a cabo una investigación veterinario en relación a la terapia con fagos contra una cepa patógena de Escherichia coli, y se demostró que una dosis intramuscular de un fago anti-K1 es mas efectiva que múltiples dosis intramusculares de tetraciclina, ampicilina, cloranfenicol o trimetoprina mas sulfafurazol, para el tratamiento de ratones infectados vía intramusculares con E.coli.
Fagos de la familia T4 que infectan E.coli que están asociadas con la producción de diarreas, se aislaron de pacientes pediátricos o de muestras de aguas contaminadas. Las cepas de E.coli resistentes a ampicilina fueron inoculadas en los intestinos de ratones a los que se les dio a beber agua que contenía un cultivo de fagos T4, y se observó la lisis de las bacterias in vivo. Así mismo, se apreció que la flora bacteriana normal del ratón fue afectada en forma mínima por la administración oral de los fagos, lo que indica que aparentemente la flora bacteriana nativa no patogénica presente en el intestino de ratón esta física y fisiológicamente protegida contra la infección de fagos T4.
Staphylococcus aureus es una bacteria patógena relacionada a infecciones piogénicas, intoxicación por alimentos, y síndrome de shock tóxico; es causante de infecciones nosocomiales oportunistas, y frecuentemente ocasiona una alta tasa de mortalidad. En países como el Japón, más del 50% de S.aureus aislados en centros de atención médica son resistentes a múltiples drogas antibióticas. Estas cepas son denominadas S.aureus meticilina-resistente (MRSA). Ciertas variedades de MRSA han adquirido una sensibilidad baja o resistencia a la vancomicina, antibiótico considerado efectivo contra las MRSA. Además, ya existen en Estados Unidos y Europa variedades de S.aureus que son resistentes a linezolida, un antibiótico sintético recientemente desarrollado.
Algunos fagos como el fMR11 que infecta S.aureus se han estudiado como agentes terapéuticas. En un experimento con ratones, se les aplico inyecciones intraperitoneales de S.aureus, incluyendo MRSA, lo que causó septicemia, y eventualmente la muerte. La administración intraperitoneal del fago fMR11 a los ratones infectados suprimió la letalidad de la cepa. Inoculaciones con altas dosis de este fago no mostraron efectos adversos en los ratones. Estos resultados sugieren que la terapia con fagos contra infecciones por S.aureus es efectiva y segura.
Cepas de Enteroccocus faecium resistentes a vancomicina fueron controladas en ratones tratados con bacteriófagos, lo que impidió que se desarrollara una septicemia que comprometiera la vida de los animales.
Otros fagos contra estafilococos han mostrado ser efectivos en la prevención para la formación de abscesos en conejos inyectados subcutáneamente con estas bacterias. Estos resultados indican que los fagos pueden ser utilizados en la profilaxis contra infecciones por estafilococos.
En otro estudio sobre el aseo de las manos, soluciones enriquecidas con fagos produjeron una reducción de hasta 100 veces el número de estafilococos presentes en la piel humana, comparado con soluciones de lavado libres de fagos. Estos resultados proveen evidencia de la utilidad de los fagos como agentes terapéuticos, para la profilaxis y la desinfección.
En la terapia aplicada en animales experimentales, la captura e inactivación de los fagos por acción del sistema reticuloendotelial del bazo fue uno de los mayores problemas, pero se ha desarrollado un método para resolver este inconveniente. Se han aislados fagos mutantes cuya estabilidad y permanencia en la sangre se han incrementado, repitiendo de ocho a diez veces el procedimiento que a continuación se describe: (1) administración del fago l (Fago para E.coli) o P22 (fago para Salmonella typhimurium) dentro de la cavidad peritoneal del ratón; (2) recuperación de los fagos de la sangre de 7-18 horas después de la inyección; (3) multiplicación de los fagos recuperados in vitro; y, (4) readministración en el ratón de los fagos recuperados y proliferados nuevamente.
En una prueba experimental realizada con voluntarios humanos que recibieron dosis de fago T4 contra E.coli, no se detectó la presencia de fagos en las heces después de una semana posterior a un tratamiento de 2 días. Así mismo, no se observó una disminución en los conteos de E.coli en las deposiciones (heces). La producción de transaminasa estuvo en sus valores normales, así como no se observó la presencia de anticuerpos anti T4 en el suero de los voluntarios. Este estudio sirvió para evaluar preliminarmente la acción del fago en el cuerpo humano, y medir su seguridad para ser utilizado como una alternativa terapéutica para el tratamiento de enfermedades diarreicas.
Bacteriófagos aislados de aguas residuales han demostrado ser efectivos en la prevención de septicemia, en el caso de infecciones similares a la meningitis en pollos causada por una cepa infecciosa de E.coli. Por otro lado, Campylobacter jejuni y C.coli pueden provocar enteritis bacteriana aguda. Estas bacterias forman parte de la flora normal de las aves. Bacteriófagos de campylobacter fueron administrados a pollos, y se observó una reducción en la presencia de estas bacterias en las aves. La selección apropiada de fagos puede optimizar la terapia para reducir la presencia de campylobacter en aves produciendo una mayor calidad sanitaria de los productos avícolas.
La efectividad de los fagos en el control de enfermedades en peces y en la desinfección de alimentos también ha sido documentada. Se han reportado tratamientos exitosos para salvar peces cultivados infectados con los patógenos Lactococcus garvieae y Pseudomonas plecoglossicida. Los fagos han mostrado ser efectivos en la eliminación de bacterias patógenas como Listeria monocytogenes, Campylobacter jejuni y Salmonella spp que están presentes en la superficie de los alimentos.
También se ha reportado la efectividad de los fagos en el tratamiento de infecciones producidas por Vibrio vulnificus, bacteria asociada al consumo de ostras.
Se han realizado estudios de la acción de fagos sobre Klebsiella pneumoniae resistente a múltiples antibióticos. Esta cepa fue inoculada en ratones a los que se les indujo septicemia, y se observó que después de una dosis simple con el bacteriófago anti Klebsiella se salvaron al 100% de los animales infectados. Resultados similares se obtuvieron en el tratamiento de infecciones inducidas con Pseudomona aeruginosa.
Felix d’Herella y George Eliava trabajaron juntos en Tbilisi la capital de Georgia (ex Unión Soviética), en la investigación y aplicación terapéutica de los fagos contra infecciones bacterianas. Posteriormente, el Instituto Eliava dedicado a este tipo de investigaciones fue fundado en 1923. Fruto de estos trabajos pioneros, el Instituto desarrolló y produjo medicamentos a base de fagos que fueron usados conjuntamente con antibióticos, y fueron distribuidos ampliamente en la ex Unión Soviética. A partir de la búsqueda de nuevos fagos para tratar diferentes enfermedades infecciosas bacterianas se logro crear un banco de fagos. Lamentablemente, todo este esfuerzo colectivo de investigación se vio peligrosamente afectado con el colapso Soviético. En la actualidad, existe gran interés por el tema; se está brindando apoyo económico al Instituto y se están formando sociedades comerciales que buscan impulsar los usos y aplicaciones de esta terapia.
Actualmente, en Tbilisi se aplican los fagos para tratar pie diabético, quemaduras, úlceras, osteomielitis, e infecciones resistentes a antibióticos. A pesar de los métodos modernos de investigación, la fuente de fagos no ha cambiado desde los tiempos de d’Herella. Muchos de los fagos son extraídos de las aguas contaminadas, en donde viven parasitando bacterias. En Tbilisi los investigadores obtuvieron, y siguen obteniendo sus fagos de las aguas del río Mtkvari que atraviesa la ciudad.
Sin embrago, existe aun escepticismo en la comunidad científica internacional sobre la efectividad y bioseguridad en el uso de fagos. Ian Molineaux, microbiólogo de la Universidad de Texas, señala que se necesita hacer experimentos clínicos controlados. Actualmente Molineaux esta trabajando con científicos de Georgia en la evaluación de la eficacia de los fagos para tratar vacas con mastitis.
Investigaciones con fagos
En 1980, se llevó a cabo una investigación veterinario en relación a la terapia con fagos contra una cepa patógena de Escherichia coli, y se demostró que una dosis intramuscular de un fago anti-K1 es mas efectiva que múltiples dosis intramusculares de tetraciclina, ampicilina, cloranfenicol o trimetoprina mas sulfafurazol, para el tratamiento de ratones infectados vía intramusculares con E.coli.
Fagos de la familia T4 que infectan E.coli que están asociadas con la producción de diarreas, se aislaron de pacientes pediátricos o de muestras de aguas contaminadas. Las cepas de E.coli resistentes a ampicilina fueron inoculadas en los intestinos de ratones a los que se les dio a beber agua que contenía un cultivo de fagos T4, y se observó la lisis de las bacterias in vivo. Así mismo, se apreció que la flora bacteriana normal del ratón fue afectada en forma mínima por la administración oral de los fagos, lo que indica que aparentemente la flora bacteriana nativa no patogénica presente en el intestino de ratón esta física y fisiológicamente protegida contra la infección de fagos T4.
Staphylococcus aureus es una bacteria patógena relacionada a infecciones piogénicas, intoxicación por alimentos, y síndrome de shock tóxico; es causante de infecciones nosocomiales oportunistas, y frecuentemente ocasiona una alta tasa de mortalidad. En países como el Japón, más del 50% de S.aureus aislados en centros de atención médica son resistentes a múltiples drogas antibióticas. Estas cepas son denominadas S.aureus meticilina-resistente (MRSA). Ciertas variedades de MRSA han adquirido una sensibilidad baja o resistencia a la vancomicina, antibiótico considerado efectivo contra las MRSA. Además, ya existen en Estados Unidos y Europa variedades de S.aureus que son resistentes a linezolida, un antibiótico sintético recientemente desarrollado.
Algunos fagos como el fMR11 que infecta S.aureus se han estudiado como agentes terapéuticas. En un experimento con ratones, se les aplico inyecciones intraperitoneales de S.aureus, incluyendo MRSA, lo que causó septicemia, y eventualmente la muerte. La administración intraperitoneal del fago fMR11 a los ratones infectados suprimió la letalidad de la cepa. Inoculaciones con altas dosis de este fago no mostraron efectos adversos en los ratones. Estos resultados sugieren que la terapia con fagos contra infecciones por S.aureus es efectiva y segura.
Cepas de Enteroccocus faecium resistentes a vancomicina fueron controladas en ratones tratados con bacteriófagos, lo que impidió que se desarrollara una septicemia que comprometiera la vida de los animales.
Otros fagos contra estafilococos han mostrado ser efectivos en la prevención para la formación de abscesos en conejos inyectados subcutáneamente con estas bacterias. Estos resultados indican que los fagos pueden ser utilizados en la profilaxis contra infecciones por estafilococos.
En otro estudio sobre el aseo de las manos, soluciones enriquecidas con fagos produjeron una reducción de hasta 100 veces el número de estafilococos presentes en la piel humana, comparado con soluciones de lavado libres de fagos. Estos resultados proveen evidencia de la utilidad de los fagos como agentes terapéuticos, para la profilaxis y la desinfección.
En la terapia aplicada en animales experimentales, la captura e inactivación de los fagos por acción del sistema reticuloendotelial del bazo fue uno de los mayores problemas, pero se ha desarrollado un método para resolver este inconveniente. Se han aislados fagos mutantes cuya estabilidad y permanencia en la sangre se han incrementado, repitiendo de ocho a diez veces el procedimiento que a continuación se describe: (1) administración del fago l (Fago para E.coli) o P22 (fago para Salmonella typhimurium) dentro de la cavidad peritoneal del ratón; (2) recuperación de los fagos de la sangre de 7-18 horas después de la inyección; (3) multiplicación de los fagos recuperados in vitro; y, (4) readministración en el ratón de los fagos recuperados y proliferados nuevamente.
En una prueba experimental realizada con voluntarios humanos que recibieron dosis de fago T4 contra E.coli, no se detectó la presencia de fagos en las heces después de una semana posterior a un tratamiento de 2 días. Así mismo, no se observó una disminución en los conteos de E.coli en las deposiciones (heces). La producción de transaminasa estuvo en sus valores normales, así como no se observó la presencia de anticuerpos anti T4 en el suero de los voluntarios. Este estudio sirvió para evaluar preliminarmente la acción del fago en el cuerpo humano, y medir su seguridad para ser utilizado como una alternativa terapéutica para el tratamiento de enfermedades diarreicas.
Bacteriófagos aislados de aguas residuales han demostrado ser efectivos en la prevención de septicemia, en el caso de infecciones similares a la meningitis en pollos causada por una cepa infecciosa de E.coli. Por otro lado, Campylobacter jejuni y C.coli pueden provocar enteritis bacteriana aguda. Estas bacterias forman parte de la flora normal de las aves. Bacteriófagos de campylobacter fueron administrados a pollos, y se observó una reducción en la presencia de estas bacterias en las aves. La selección apropiada de fagos puede optimizar la terapia para reducir la presencia de campylobacter en aves produciendo una mayor calidad sanitaria de los productos avícolas.
La efectividad de los fagos en el control de enfermedades en peces y en la desinfección de alimentos también ha sido documentada. Se han reportado tratamientos exitosos para salvar peces cultivados infectados con los patógenos Lactococcus garvieae y Pseudomonas plecoglossicida. Los fagos han mostrado ser efectivos en la eliminación de bacterias patógenas como Listeria monocytogenes, Campylobacter jejuni y Salmonella spp que están presentes en la superficie de los alimentos.
También se ha reportado la efectividad de los fagos en el tratamiento de infecciones producidas por Vibrio vulnificus, bacteria asociada al consumo de ostras.
Se han realizado estudios de la acción de fagos sobre Klebsiella pneumoniae resistente a múltiples antibióticos. Esta cepa fue inoculada en ratones a los que se les indujo septicemia, y se observó que después de una dosis simple con el bacteriófago anti Klebsiella se salvaron al 100% de los animales infectados. Resultados similares se obtuvieron en el tratamiento de infecciones inducidas con Pseudomona aeruginosa.
Fuentes de Información
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Bruttin A, Brussow H. 2005. Human volunteers receiving Escherichia coli phage T4 orally: a safety test of phage therapy.Antimicrob Agents Chemother. 49(7):2874-8.
Cheng Q, Nelson D, Zhu S, Fischetti VA. 2005. Removal of group B streptococci colonizing the vagina and oropharynx of mice with a bacteriophage lytic enzyme.Antimicrob Agents Chemother. 49(1):111-7.
Entenza JM, Loeffler JM, Grandgirard D, Fischetti VA, Moreillon P. 2005. Therapeutic effects of bacteriophage Cpl-1 lysin against Streptococcus pneumoniae endocarditis in rats. Antimicrob Agents Chemother. 49(11):4789-92.
Fischetti VA. 2005. Bacteriophage lytic enzymes: novel anti-infectives.Trends Microbiol. 13(10):491-6.
Fischetti VA. 2006. Using phage Lytic Enzymes to Control Pathogenic Bacteria.BMC Oral Health. 15;6 Suppl 1:S16.
Fox A and Mayer G. The Bacterial Cell. In: Microbiology and Immunology on-line. University of South Caroline. School of Medicine. http://pathmicro.med.sc.edu/book/bact-sta.htm
Lederberg J. 1996. Smaller fleas…ad infinitum: Therapeuitc bacteriophage redux. Proc.Nat. Acad.Sci. 93: 3167-3168.
Loc Carrillo C, Atterbury RJ, el-Shibiny A, Connerton PL, Dillon E, Scott A, Connerton IF. 2005. Bacteriophage therapy to reduce Campylobacter jejuni colonization of broiler chickens. Appl Environ Microbiol. 71(11):6554-63.
Matsuzaki et al. 2005. Bacteriophage therapy: a revitalized therapy against bacterial infectious diseases. J Infect Chemother 11:211–219
Nelson D, Loomis L, Fischetti VA. 2001. Prevention and elimination of upper respiratory colonization of mice by group A streptococci by using a bacteriophage lytic enzyme. Proc Natl Acad Sci U S A. 98(7):4107-12
Parfitt T. 2005. World Report. Georgia: an unlikely stronghold for bacteriophage therapy. The Lancet 365
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Imagen tomada de: http://www.theses.ulaval.ca/2006/24064/24064_27.png
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