T fag

T fag ir vīrusi, kas kā bakteriofāgi ir specializējušies ekskluzīvā Escherichia coli zarnu baktēriju (Coliphages) invāzijā. Ir zināmi 7 dažādi veidi ar apzīmējumiem T1 līdz T7, no kuriem pāra un pāra numuri atšķiras no nepāra numurētajiem tipiem ar dažām kopīgām pazīmēm. T fāgus parasti atzīst ķermeņa imūnsistēma, ārpus ķermeņa tos izmanto īpaši noteiktu fermentu ražošanai un citiem mērķiem.

Kas ir T fāgi?

T-fāgi ir vīrusi, kas specializējušies uzbrukumā baktērijām, un tāpēc tos sauc par makrofāgiem vai vienkārši par fāgiem. Katra veida fāgi specializējas noteiktas baktērijas inficēšanā. Astes T fāgi (T ir atvasināts no angļu valodas astes) ir paredzēti, lai uzbrūk zarnu baktērijām Escherichia coli.

7 zināmie T fāgi ar apzīmējumiem T1 līdz T7 pieder trim ģimenēm - sifovīrusiem (T1, T5), podovīrusiem (T3, T7) un miovīrusiem (T2, T4, T6). Pāra un pāra T fāgi atšķiras vairākās kopējās pazīmēs.

T fagiem raksturīga sarežģīta struktūra. Galvenās sastāvdaļas ir pamatnes plāksne, inžektors un galva. Uz pamatnes plāksnes ir tā saucamie tapas, ar kurām fāgs var pieķerties baktēriju sienai un to caurdurt. Injekcijas ierīce sastāv no kontraktilās caurules, caur kuru fāgas DNS tiek "nošauts" koli baktērijā. Divpavedienu DNS atrodas T-fāga galvā un pēc došanas ar baktēriju caur injekcijas aparāta kontraktilās caurulīti tiek transportēta koli baktērijas iekšpusē. Pēc inficēšanās T fāgu daļas, kas paliek aploksnes ārpusē, vairs nav vajadzīgas un atdalās no baktēriju sienas.

Rašanās, izplatīšana un īpašības

T-fāgi, tāpat kā citi fāgi, parasti atrodami tur, kur atrodas baktērijas. Notekūdeņos un stāvošajā ūdenī, kurā parasti notiek ārkārtīgi liela un diferencēta baktēriju asociācija, bakteriofāgi notiek arī līdzīgi uzkrātā un diferencētā formā. Līdzīgi apstākļi ir atrodami pat īpaši tīros okeānos.

Cilvēka ķermenī T fāgi galvenokārt atrodami tajās vietās, kuras kolonizē Coli baktērijas. Veseliem cilvēkiem ar neskartu imūnsistēmu tas galvenokārt ir gremošanas trakts. T-fāgus, kas pazūd asinsritē, atpazīst imūnsistēma un izraisa imūno reakciju, kas noved pie fāgu iznīcināšanas. T-fāgu inficēšanās risks gandrīz nav pastāvīgs, jo tie nav neatkarīgi baktērijas. Ar attiecīgi vāju imūno aizsardzību ir tikai iedomājams, ka T-fāgi izraisa jutīgu coli baktēriju retināšanu zarnu florā.

Fāgus, ko izmanto terapeitiskos nolūkos, var sasaldēt, nezaudējot to fizioloģiskās īpašības.

Nozīme un funkcija

T fāgi, kas var tikai inficēt un iznīcināt koli baktērijas, cilvēka ķermenī spēlē tikai pakārtotu lomu. Varētu paredzēt mērķtiecīgu lietošanu pret patogēnām kolu baktērijām ārpus gremošanas trakta. Pretstatā antibiotikām, kurām ir plaša spektra iedarbība, t.i., iznīcina arī lielu skaitu noderīgu mikrobu, T fāgiem, tāpat kā citiem fāgiem, ir absolūti specifiska un selektīva iedarbība pret noteiktiem baktēriju celmiem.

Tomēr Vācijā uz fāgu terapiju attiecas stingras prasības, lai arī daudzos gadījumos tā varētu būt lieliska alternatīva antibiotikām. Rezistences attīstības problēma ir sastopama arī ar T fāgiem, bet tikpat ātri to var novērst, kultivējot modificētus makrofāgus. Fāžu terapija ir īpaši attīstījusies bijušās PSRS valstīs, lielākoties Gruzijā. Dažas rietumu pētījumu grupas mēģina audzēt fāgus, kas ir efektīvi arī pret multirezistentiem mikrobiem.

T-fāgus bieži audzē koliformās baktērijās fermentu ražošanai, lai iegūtu lielāku daudzumu fermentu, kas nepieciešami molekulāri bioloģiskiem mērķiem. Tie ir fermenti, piemēram, T4 DNS ligase, T7 RNS polimerāze un daži citi.

Tā saukto mēreno T-fāgu spēju inkorporēt savu DNS baktēriju DNS (lizogēnijā) tā vietā, lai netraucēti replicētu savu DNS, var izmantot arī kā gēna vektoru, lai veiktu mērķtiecīgas ģenētiskas manipulācijas, lai ar neskartiem noņemtu noteiktus bojātus un patogēnus gēnus vai gēnu fragmentus. Aizstāt gēnus vai DNS gabalus.

Slimības un kaites

Fāgi nerada tiešas briesmas cilvēkiem. T-fāgi varētu netieši kļūt par problēmu, ja viņiem izdosies uzbrukt un iznīcināt koli baktērijas zarnu florā, ko imūnsistēma nepamanīs. Ir paredzēts, ka fāgi un citi fāgi atbalsta imūnsistēmu, lai padarītu nekaitīgus mikrobus, kurus ir grūti kontrolēt, un, iespējams, arī multirezistentus mikrobus.

Fagoterapijas kritiķi saka, ka terapiju var izmantot tikai ārsti ar atbilstošu papildu apmācību un ka mērķa lietojumam vispirms ir jāizveido baktēriju kultūra, lai pārliecinātos, ka “pareizajai” baktērijai ir izvēlēts “pareizais” fāgs. Turpretī plaša spektra antibiotikas būtu nekavējoties pieejamas. Tomēr kritiķu paustais galvenais arguments pret fāgu terapiju ir bailes, ka fāga ģenētika varētu mainīties mutāciju rezultātā vai nekontrolējamā gēnu apmaiņā ar saimniek baktēriju, ka fāgs varētu zaudēt savas fagocitiskās īpašības un mutēties par nekontrolējamu patogēnu vīrusu .

Aukstā kara laikā Rietumu medicīna gandrīz tikai balstījās uz antibiotikām, lai atdalītu infekciozus mikrobus, bet Krievija un Padomju Savienības dalībvalstis - galvenokārt Gruzija - kultivēja fāgu terapiju. Tagad ir pierādījumi, ka abām terapijām ir īpašas priekšrocības un riski, kas pirms lietošanas ir jānovērtē.