Zastanawiasz się, jak wydać pracę doktorską, habilitacyjną lub monografie? Chcesz dokonać zmian w stylistyce i interpunkcji tekstu naukowego? Nic prostszego! Zaufaj Wydawnictwu Borgis - wydawcy renomowanych książek i czasopism medycznych. Zapewniamy przede wszystkim profesjonalne wsparcie w przygotowaniu pracy, opracowanie dokumentacji oraz druk pracy doktorskiej, magisterskiej, habilitacyjnej. Dzięki nam nie będziesz musiał zajmować się projektowaniem okładki oraz typografią książki.

© Borgis - Nowa Stomatologia 3/2003, s. 155-156
Jan Kowalski
Bakteriofagi i możliwości ich zastosowania w diagnostyce i terapii chorób przyzębia – przegląd literatury
Bacteriophages and their use possibilities in diagnostics and therapy of periodontital diseases – a literature review
z Zakładu Chorób Błony Śluzowej i Przyzębia Instytutu Stomatologii
Akademii Medycznej w Warszawie
Bakteriofagi inaczej zwane są wirusami bakteryjnymi. Określenie to dosyć precyzyjnie opisuje ich budowę i funkcje. Fagi zbudowane są z kulistej główki zawierającej kwas nukleinowy (DNA lub RNA), otoczonej osłonką białkową (kapsydem) często wydłużającą się w ogonek. Bakteriofag atakuje bakterię przyczepiając się do jej powierzchni. Następuje wówczas wstrzyknięcie kwasu nukleinowego faga do cytoplazmy. Poprzez transkrypcję własnego DNA metabolizm zaatakowanej komórki przedstawiony zostaje na replikację fagów, w konsekwencji prowadząc do zniszczenia bakterii i uwolnienia wytworzonych wirionów, które zarażają kolejne komórki (zachodzi tzw. cykl lityczny). Może również dojść do wbudowania DNA faga w DNA bakterii. W wyniku namnażania każda pochodna bakteria zawiera w sobie odcinek wirusowego DNA, nazywanego profagiem. W wyniku zadziałania określonego czynnika profag uaktywnia się i podobnie jak w cyklu litycznym niszczy bakterię-gospodarza. Taki cykl nazywamy lizogennym.
Bakteriofagi są organizmami powiązanymi swoiście z określonym szczepem bakterii. Są przy tym całkowicie niegroźne dla innych bakterii. Tak dalece posunięta swoistość czyni fagi bakteryjne potencjalnym precyzyjnym narzędziem diagnostycznym i terapeutycznym. Fagi bakteryjne odkryte zostały w 1917 r. i określone jako „epizootyczne zakażenie bakterii” (1). Powszechnie stosowane były już w latach trzydziestych i czterdziestych ubiegłego stulecia. Żołnierze frontów II wojny światowej nosili w podręcznych apteczkach fiolki z bakteriofagami na wypadek zranienia i zakażenia. Fagi zostały jednakże wyparte przez antybiotyki, które wówczas okazały się skuteczniejsze, bezpieczniejsze i prostsze w użyciu (2, 3). Ówczesne ograniczenia w technice badawczej uniemożliwiły poznanie pełnych możliwości bakteriofagów (4).
Badania przeprowadzone w ostatnich latach zmieniły pogląd na temat możliwości zastosowania wirusów bakteryjnych w diagnostyce i terapii. Niewykluczone, że bakteriofagi staną się równie lub bardziej skuteczną bronią w walce z drobnoustrojami. Częstokroć nieuzasadnione stosowanie antybiotyków przez całe dziesięciolecia doprowadziło do powstania nowych szczepów bakterii, opornych na tradycyjne środki. Obecnie powstają firmy biotechnologiczne, w których pracuje się nad zastosowaniem bakteriofagów do leczenia chorób zakaźnych – od gruźlicy po salmonellozę. Pierwsze terapeutyczne zastosowanie fagów bakteryjnych miało miejsce w Paryżu, gdzie poddano je czterem pacjentom chorym na czerwonkę bakteryjną – wszyscy wyzdrowieli. Przypadek ten został później zbeletryzowany i opisany w powieści Sinclaira Lewisa z 1925 r. pt. „Doktor Arrowsmith”.
Ścisła specyficzność fagów w stosunku do docelowych szczepów bakteryjnych czyni je przydatnym narzędziem diagnostycznym. Istnieją liczne doniesienia dotyczące stosowania bakteriofagów w wykrywaniu bakterii odpowiedzialnych za zapalenie przyzębia. Heinzerling i wsp. przeprowadzili serie badań, w których użyto fagów szczepu ATCC 35405 infekujących bakterię Treponema denticola, krętka zdolnego do wnikania w tkankę gospodarza, oraz krwi obwodowej pacjentów chorych na zaawansowane zapalenie przyzębia dorosłych. W wyniku tego otrzymano klony fagów produkujące antygeny specyficzne dla tej bakterii, co umożliwiło poznanie jej budowy antygenowej i immunoreaktywności (5).
Wykryto również bakteriofagi związane z Actinobacillus actinomycetemcomitans. Haubek i wsp. stwierdzili obecność faga Aa phi 23 u 185 pacjentów z zapaleniem przyzębia. Genotyp bakterii ściśle korelował z obecnością faga. Nie stwierdzono ponadto związku między obecnością faga phi 23 a zaawansowaniem destrukcją przyzębia.
Wskazywałoby to, że obecność faga nie wpływa na nasilenie procesu zapalnego (6). Tezę tę potwierdza badanie przeprowadzone przez Sandmeiera i wsp. Badali oni 68 pacjentów z Holandii i Szwajcarii z agresywnym zapaleniem przyzębia i ciężkim przewlekłym zapaleniem przyzębia. Ponad połowa pacjentów posiadała szczepy Actinobacillus actinomycetemcomitans z profagiem. Jednak obecność wirusa bakteryjnego nie korelowała z postacią kliniczną zapalenia przyzębia. Na podstawie analizy parametrów klinicznych nie stwierdzono obecności faga, która wpływałaby na obraz kliniczny choroby przyzębia. Przeciwnie, średnia głębokość kieszonki i średnia utrata przyczepu łącznotkankowego były niższe u osób, które były zakażone bakterią z profagiem (7).
W Polsce i na terenach dawnego Związku Radzieckiego leczenie fagami ma już długoletnią tradycję, ale jego skuteczność była rzadko potwierdzona badaniami. Istnieją sporadyczne doniesienia w prasie rosyjskojęzycznej dotyczące zastosowania wirusów bakteryjnych w terapii zakażeń ropnych (8). Nieco więcej prac opublikowali badacze polscy. Slopek i wsp. leczyli 138 pacjentów sepsy bakteriofagami, z czego większość stanowiły przewlekłe zakażenia bakteriami opornymi na antybiotyki. W 129 przypadkach (93,5%) uzyskano dobre wyniki, a w 9 (6,5%) stwierdzono częściową poprawę (9). Z kolei Weber-Dąbrowska i wsp. w latach dziewięćdziesiątych przebadali 1307 pacjentów z ropnymi zakażeniami wywołanymi przez bakterie oporne na tradycyjną terapię antybiotykową. U pacjentów tych zastosowano leczenie bakteriofagami. W 1123 przypadkach (85,9%) stwierdzono całkowite wyleczenie. W 134 przypadkach (10,9%) zaobserwowano częściową poprawę, a tylko w 50 przypadkach (3,8%) terapia bakteriofagami nie przyniosła rezultatu (10). Wyniki tych prac wskazują na potencjalną skuteczność bakteriofagów w leczeniu infekcji bakteryjnych, również tych, które są oporne na tradycyjną terapię wspomaganą antybiotykami. Należy jednak zdawać sobie sprawę z zagrożeń związanych z użyciem bakteriofagów. Pomimo wyników wspomnianych już badań istnieją doniesienia o szkodliwym wpływie wirusów bakteryjnych na funkcje bakterii odpowiedzialnych za zapalenie przyzębia. Badanie pacjentów ze zlokalizowanym młodzieńczym zapaleniem przyzębia wykazało postepującą destrukcję tkanek przyzębia u 4 osób zarażonych Actinobacillus actinomycetemcomitans z profagiem, podczas kiedy u jednej osoby z bakterią bez obecności faga nie stwierdzono postępu choroby (11).
Inna praca tych samych autorów dotyczyła przedpokwitaniowego zapalenia przyzębia. W badaniu tym stwierdzono związek między występowaniem Actinobacillus actinomycetemcomitans zainfekowanego fagiem a istnieniem miejsc chorobowych z destrukcją tkanki kostnej w przeciągu 12 miesięcy. Z kolei z miejsc objętych remisją chorowy izolowano bakterie niezainfekowane fagiem (12).
Należy zwrócić uwagę na niekorzystne zjawisko lizogenii – uodporniania się szczepów bakteryjnych na fagi. Nie dochodzi wówczas w cyklu lizogennym do zniszczenia bakterii – wirus zatrzymuje się w stadium profaga. Zjawisko to wiąże się często ze zmianą właściwości bakterii, bywa, że jest przyczyną zwiększenia zjadliwości, o czym zresztą traktują trzy prace opisane powyżej. Lizogenia jest więc niewątpliwie niebezpieczną reakcją uboczną i na obecnym poziomie wiedzy nie jest znana metoda jej zapobiegania.
Reasumując, bakteriofagi są obiecującą metodą diagnostyczno-terapeutyczną w leczeniu zakażeń bakteryjnych, w tym choroby przyzębia. Terapia fagowa wydaje się być skuteczna w przypadkach, w których terapia antybiotykowa zawodzi. Prace traktujące o niekorzystnym działaniu bakteriofagów są przeprowadzone na nieporównywalnie mniej licznej populacji, tym niemniej skala zagrożeń przez nie sygnalizowanych podkreśla wagę zachowania szczególnej ostrożności przy wdrażaniu terapii fagowej do powszechnego stosowania.
Piśmiennictwo
1. Summers W.C.: Bacteriophage therapy. Anu Rev. Microbiol. 2001, 55:437-451. 2. Duckworth D.H., Gulig P.A.: Bacteriophages: potential treatment for bacterial infections. BioDrugs 2002, 16:57-62. 3. Sulakvelidze A., Morris J.G. Jr.: Bacteriophages as therapeutic agents. Ann. Med. 2001, 33:507-509. 4. Carlton R.M.: Phage therapy: past history and future prospects. Arch. Immunol. Ther. Exp. 1999, 47:267-274. 5. Heinzerling H.F. et al.: Identification of a fliG homologue in Treponema denticola. Gene 1995, 161:69-73. 6. Haubek D. et al.: Presence of bacteriophage Aa phi 23 correlates with the population genetic structure of Actinobacillus actinomycetemcomitans. Eur. J. Oral. Sci. 1997, 105:2-8. 7. Sandmeier H. et al.: Temperate bacteriophages are common among Actinobacillus actinomycetemcomitans isolates from periodontal pockets. J. Periodontal. Res. 1995, 30:418-425. 8. Biberman IaM. et al.: Use of staphylococcal bacteriophage in the treatment of patients with odnotogenic suppurative-inflammatory diseases of perimaxillary tisues. Stomatologija 1977, 56:60-63. 9. Slopek S. et al.: Results of bacteriophage treatment of suppurative bacterial infections. I. General evaluation of the results. Arch. Immunol. Ther. Exp. 1983, 31:267-291. 10. Weber-Dabrowska B. et al.: Bacteriophage therapy of bacterial infections: an update of our institute´s experience. Arch. Immunol. Ther. Exp. 2000, 48:547-551. 11. Preus H.R. et al.: The presence of phage-infected Actinobacillus actinomycetemcomitans in localized juvenile periodontitis patients. J. Clin. Periodontol. 1987, 14:605-609. 12. Preus H.R. et al.: Association between bacteriophage-infected Actinobacillus actinomycetemcomitans and rapid periodontal destruction. J. Clin. Periodontol. 1987, 14:245-247.
Nowa Stomatologia 3/2003
Strona internetowa czasopisma Nowa Stomatologia