Sisu
Bakteriofaagid, tuntud ka kui faagid, on rühm viirusi, mis on võimelised bakterirakkudes nakatuma ja paljunema ning soodustavad lahkumisel nende hävitamist.
Bakteriofaagid esinevad erinevates keskkondades ja neid saab eraldada veest, mullast, toiduainetest ja isegi muudest mikroorganismidest. Kuigi see võib esineda ka kehas, peamiselt nahas, suuõõnes, kopsudes ning kuseteede ja seedetrakti süsteemides, ei põhjusta bakteriofaagid inimkehas haigusi ega muutusi, sest nad eelistavad prokarüootseid rakke, see tähendab vähem rakke arenenud, näiteks bakterid.
Lisaks on nad võimelised stimuleerima keha immuunvastust, nii et nad ei saa toimida mikroorganismidele, mis vastutavad organismi nõuetekohase toimimise eest, lisaks sellele, et neil on kõrge spetsiifilisus peremeesorganismi, see tähendab patogeense mikroorganismi suhtes. Seega ei hävitata mikrobiomi osaks olevaid baktereid bakteriofaagide ja immuunsüsteemi vahel loodud positiivse suhte tõttu.
Bakteriofaagi omadused
Bakteriofaagid on viirused, mida võib leida erinevates keskkondades, sealhulgas inimkehas, kuid need ei põhjusta muutusi ega haigusi, kuna neil puudub spetsiifilisus keha moodustavate rakkude suhtes. Muud bakteriofaagi omadused on:
- Need on moodustatud kapsiidist, mis on valkude poolt moodustatud struktuur, mille ülesanne on kaitsta viiruse geneetilist materjali;
- Neil võib olla erinevat tüüpi geneetiline materjal, näiteks kaheahelaline DNA, üheahelaline DNA või RNA;
- Lisaks sellele, et bakteriofaage saab nende geneetilise koostise järgi eristada, saab neid eristada ka kapsiidi struktuuri järgi;
- Nad ei suuda paljunemise väliselt paljuneda väljaspool peremeest, see tähendab, et paljunemise tekkimiseks peavad nad olema kontaktis bakterirakuga ja sel põhjusel võivad nad olla tuntud ka kui "bakteriparasiidid";
- Neil on kõrge spetsiifilisus peremeesorganismi suhtes, milleks on bakterirakud.
Bakteriofaagide klassifikatsiooni uuritakse endiselt, kuid mõned omadused võivad olla kasulikud bakteriofaagide eristamiseks ja klassifitseerimiseks, näiteks geneetilise materjali tüüp, morfoloogia, genoomilised omadused ja füüsikalis-keemilised omadused.
Kuidas toimub lüütiline ja lüsogeenne tsükkel
Lüütiline ja lüsogeenne tsükkel on bakterirakuga kokkupuutel bakteriofaagi paljunemistsükkel, mida saab vastavalt viiruse käitumisele eristada.
Lüütiline tsükkel
Lüütiline tsükkel on selline, kus pärast bakteriofaagi geneetilise materjali süstimist bakterirakku toimub paljunemine ja uute bakteriofaagide moodustumine, mis lahkumisel bakteriraku hävitavad. Niisiis toimub tsükkel üldiselt järgmiselt:
- Adsorptsioon: bakteriofaag kleepub vastuvõtliku bakteriraku membraaniretseptorite kaudu;
- Sisenemine või tungimine: bakteriofaagi geneetiline materjal satub bakterirakku;
- Replikatsioon: see geneetiline materjal koordineerib valkude ja teiste DNA molekulide sünteesi, kui see on DNA bakteriofaag;
- Assamblee: moodustuvad uued bakteriofaagid ja replikeeritud DNA pakitakse sünteesitud valkude abil, mis annab kapsiidi;
- Lüüs: moodustunud bakteriofaag lahkub bakterirakust, soodustades selle hävimist.
Lüsogeenne tsükkel
Lüsogeenses tsüklis inkorporeeritakse bakteriofaagi geneetiline materjal bakteri omasse, kuid see protsess võib lisaks pöörduvale protsessile kujutada ka ainult bakteri virulentsusgeenide vaigistamist. See tsükkel toimub järgmiselt:
- Adsorptsioon: bakteriofaag adsorbeerub bakterimembraanile;
- Sisenemine: bakteriofaagi geneetiline materjal satub bakterirakku;
- Integreerimine: toimub bakteriofaagi geneetilise materjali ja bakteri geneetilise materjali integreerimine, saades nime profago;
- Jaotus: rekombineeritud materjal, profago, jaguneb vastavalt bakterite jagunemisele.
Profagus ei ole aktiivne, see tähendab, et selle geenid ei avaldu ja seetõttu ei põhjusta bakterite jaoks negatiivseid muutusi ning see on täielikult pöörduv protsess.
Tulenevalt asjaolust, et bakteriofaagid suhtlevad bakteri geneetilise materjaliga ja võivad soodustada selle hävimist, saab neid viirusi uuringus kasutada uute resistentsete infektsioonide vastu võitlemise strateegiate väljatöötamiseks.
Mis on faagiteraapia
Faagiteraapia, mida nimetatakse ka faagiteraapiaks, on ravitüüp, mis kasutab bakteriofaage bakteriaalsete infektsioonide vastu võitlemiseks, eriti multiresistentsete mikroorganismide põhjustatud infektsioonide vastu. Seda tüüpi ravi on ohutu, kuna bakteriofaagidel on aktiivsus ainult patogeensete bakterite vastu, säilitades inimese normaalse mikrobioota.
Kuigi seda tüüpi ravi on kirjeldatud juba aastaid, on see alles nüüd kirjanduses esile kerkinud tänu antibiootikumidega tavapärasele ravile reageerimata bakterite arvu suurenemisele.
Vaatamata soodsale tehnikale on faagiteraapial siiski mõned piirangud. Igat tüüpi bakteriofaagid on spetsiifilised konkreetsele bakterile, mistõttu neid faage ei saanud kasutada eraldi mikroorganismide põhjustatud nakkuste vastu võitlemiseks, kuid sel juhul võiks "faagi kokteili" valmistada vastavalt nakkuse põhjustajaks tunnistatud mikroorganismidele. Lisaks võivad bakteriofaagid peamiselt lüsogeense tsükli tõttu soodustada resistentsusgeenide ülekandumist bakterile, muutes ravi ebaefektiivseks.