La terapia con fagos es el tratamiento de infecciones bacterianas utilizando virus bacterianos o bacteriófagos . Hay dos áreas principales de la terapia con fagos. El primero se basa en el uso de medicamentos estándar, en el segundo se seleccionan virus individuales para el tratamiento de cada paciente individual [1] . En cualquier caso, la terapia con fagos se prescribe solo después de un análisis de laboratorio para determinar la sensibilidad a los bacteriófagos y el establecimiento de una alta actividad lítica de los bacteriófagos contra las cepas bacterianas infecciosas [2] . Un nicho para la terapia con fagos es el tratamiento de enfermedades causadas por bacterias multirresistentes [3] .
La historia de la terapia con fagos comienza en 1919, cuando uno de los descubridores de los virus bacterianos, Felix d'Herelle , usó una preparación de fagos para combatir el cólera de los pollos. Al mismo tiempo, en el Hospital Necker de París , un niño fue tratado con éxito por disentería. En las décadas de 1920 y 1930, la producción de preparados de fagos estaba ampliamente establecida en Europa y Estados Unidos, pero la aparición en el mercado de sulfonamidas y antibióticos, así como datos de investigación contradictorios de esos años sobre la eficacia de agentes terapéuticos basados en bacteriófagos , provocó el cese casi total de su uso. Las excepciones en este contexto fueron Polonia y la Unión Soviética , incluida la antigua Georgia soviética , donde se fundó en 1923 un instituto especializado dedicado al estudio de los bacteriófagos [4] [5] . Un retorno generalizado a la idea de la terapia con fagos comenzó en la década de 1980 con la aparición en la literatura de habla inglesa de los resultados del estudio de su eficacia en animales [6] .
El rango de acción de muchos bacteriófagos se limita a cepas de una sola especie bacteriana y esta acción nunca se extiende a todas las variantes genéticas de un agente infeccioso. Esto permite, por un lado, conservar los componentes normales de la microbiota del cuerpo humano. Por otro lado, esto obliga a realizar pruebas de sensibilidad de laboratorio al prescribir el tratamiento, y también implica un refinamiento constante de la composición de las preparaciones de fagos en función de los datos actuales sobre las cepas de patógenos que circulan en un territorio particular [7] . Debido al hecho de que la composición de las preparaciones registradas varía, es necesario utilizar fagos de la misma serie para las pruebas y el tratamiento de susceptibilidad en el laboratorio [8] . La forma estándar de resolver el problema de la especificidad estrecha es preparar mezclas de diferentes fagos, "cócteles". Un cóctel puede tener actividad contra un tipo de bacteria, "bacteriófago monovalente", o varias, "polivalente".
Las preparaciones de fagos no causan efectos secundarios [9] [10] , pero son inmunogénicas. En todos los casos, los anticuerpos específicos de la cepa se forman en títulos significativos en pacientes dos o tres semanas después del final de la terapia con fagos, lo que conduce a la inactivación de los fagos. Por lo tanto, cuando se prescriben cursos repetidos, es necesario reemplazar las preparaciones de fagos [8] . Los bacteriófagos interactúan con el sistema inmunitario innato a través de la fagocitosis y las respuestas de citoquinas, y también afectan la inmunidad adaptativa al influir en la producción de anticuerpos y la activación de las células efectoras [11] .
A una baja concentración de partículas de fago en el medio y una pequeña cantidad de bacterias sensibles, el tiempo de adsorción característico del fago puede exceder el tiempo requerido para la división bacteriana, y siempre hay un cierto umbral de concentración de bacterias necesario para mantener la población de fagos. [4] . El uso efectivo de bacteriófagos para controlar el crecimiento bacteriano implica la presencia de un número suficiente de bacterias sensibles o un alto título de partículas virales en la preparación utilizada [12] . En particular, la presencia en un cóctel terapéutico de una pequeña mezcla de fagos capaz de provocar la lisis del agente etiológico no garantiza la eficacia del fármaco [13] .
Las bacterias desarrollan fácilmente resistencia a los bacteriófagos. Pero si las moléculas de la pared celular, los llamados "receptores de fagos" reconocidos por los virus, también son factores de patogenicidad, entonces las bacterias resistentes se vuelven menos peligrosas. Una lista de ejemplos de tales receptores incluye componentes de cápsula y bombas de membrana [14] .
Los bacteriófagos virulentos difieren en propiedades que son importantes para la práctica, incluido el rango de acción, la duración del ciclo de vida y el rendimiento de partículas de fago por célula bacteriana [14] . Algunos bacteriófagos portan genes para enzimas que destruyen biopelículas [15] . También se conocen bacteriófagos médicos que penetran poco en la matriz extracelular de las biopelículas [16] . En una serie de casos de aplicación exitosa de la "terapia de compasión" con fagos en infecciones osteoarticulares causadas principalmente por Staphylococcus aureus formador de biopelículas , el tratamiento fue precedido por el saneamiento de los focos de infección [17] .
Los bacteriófagos son un buen complemento a la antibioticoterapia, ya que penetran en la célula bacteriana y la destruyen por mecanismos diferentes a los mecanismos de acción de cualquier antibiótico, lo que prácticamente garantiza la ausencia de resistencia cruzada entre fagos y antibióticos [18] [19] . Sin embargo, en experimentos para suprimir el crecimiento de Escherichia coli mediante el uso combinado de antibióticos de varias clases y bacteriófagos, no solo se demostró un aumento mutuo de la acción, sino también antagonismo. Por lo tanto, en la terapia combinada, se recomienda utilizar tales combinaciones de antibióticos y bacteriófagos, en las que la reproducción del virus no depende del sistema celular suprimido por el antibiótico [20] .
Para la terapia, solo se utilizan bacteriófagos virulentos, que no tienen la capacidad de implementar el ciclo de vida lisogénico . Esto se explica por el hecho de que, en muchos casos, los fagos templados imparten propiedades de supervivencia a las bacterias. Los genes de toxinas que determinan la patogenicidad de patógenos conocidos como Clostridium botulinum , Corynebacterium diphtheriae y Vibrio cholerae están contenidos en profagos. Se han descrito casos en los que los profagos confieren propiedades patógenas adicionales a sus huéspedes para las bacterias Escherichia coli , Proteus mirabilis , Proteus vulgaris , Pseudomonas aeruginosa , Salmonella typhimurium , Staphylococcus aureus y Staphylococcus pyogenes [2] . Los autores de la Farmacopea Estatal de la Federación Rusa, siguiendo a expertos europeos, prescriben el uso de bacteriófagos naturales para el tratamiento de enfermedades infecciosas [7] [21] . Los principios de producción, requisitos de calidad, para realizar estudios preclínicos y clínicos para preparaciones de bacteriófagos existentes y en desarrollo se establecen en las "Reglas para realizar investigaciones sobre medicamentos biológicos de la Unión Económica Euroasiática " [22] . Los requisitos más importantes para las preparaciones de fagos son que (1) todos los virus utilizados deben estudiarse utilizando métodos de secuenciación de alto rendimiento , (2) el expediente de la preparación incluye datos sobre la cepa bacteriana en la que se cultiva el bacteriófago en producción, (3 ) es necesaria la purificación de los lisados bacterianos a partir de sus productos de desecho, endo y exotoxinas y desechos celulares mediante métodos adecuados como la ultrafiltración o la cromatografía de afinidad [8] .
En enero de 2022, se registraron en la Federación Rusa 16 medicamentos basados en bacteriófagos producidos por NPO Microgen [23] . Este número incluía formas de dosificación líquidas y tabletas resistentes a los ácidos. En San Petersburgo, Sextafag se utilizó con éxito para detener un brote de infección nosocomial causado por Klebsiella pneumoniae en la unidad de cuidados intensivos neonatales. Si bien las medidas rutinarias de control de infecciones tomadas para eliminar el brote resultaron ineficaces, el uso de una preparación de fagos permitió que la incidencia de infección por K. pneumoniae en el departamento se redujera a cero durante un mes [24] .
El tratamiento con bacteriófagos que no están registrados como medicamentos se lleva a cabo como parte de la investigación científica realizada por varios centros. Como regla general, se lleva a cabo en ausencia de alternativas: la identificación de un patógeno multirresistente a los antibióticos [8] . Para las preparaciones de fagos preparadas con virus de colección, se cumplen los requisitos de calidad y seguridad [7] [25] .
Los ensayos clínicos de bacteriófagos, realizados entre 2012 y 2018 en Novosibirsk sobre la base del Road Clinical Hospital y el Centro de Nuevas Tecnologías Médicas, permitieron formular requisitos para la "terapia de compasión" con fagos para el síndrome del pie diabético [26] [27] . Los criterios para prescribir la terapia son la presencia de una infección bacteriana, indicaciones inequívocas para la amputación electiva y una mala respuesta a la terapia antibiótica previa, incluida la terapia antibiótica. Cuando se prescriben preparaciones de fagos, se requiere el consentimiento informado por escrito del paciente. Dichas cepas de colección de fagos estrictamente virulentos no deben contener secuencias codificantes de toxinas, según lo determinado por la secuenciación del genoma completo. Los bacteriófagos aplicados a los focos de necrosis en el síndrome del pie diabético deben tener un título de 10 7 a 10 10 unidades formadoras de placa por mililitro. Si el bacteriófago tiene un título insuficientemente alto, la preparación se vuelve a preparar [27] .
La prevalencia de la resistencia a los bacteriófagos es difícil de evaluar, ya que la base de la terapia con fagos debe considerarse un enfoque individual [25] y la composición de los medicamentos registrados basados en bacteriófagos está sujeta a ajustes [28] . Si hablamos de bacteriófagos individuales, la resistencia a ellos de las cepas de Enterococcus faecalis de varias colecciones de laboratorio es del 29-92% [29] [30] . La proporción de cepas resistentes de Staphylococcus aureus puede oscilar entre el 15 y el 40 % [13] [18] [31] .
En 2009–2011, la prevalencia de cepas de Staphylococcus spp. En 2015-2016, el refinamiento de los medicamentos permitió reducir la prevalencia de resistencia a ellos entre los estafilococos al 21% [28] . Según los datos de 2015-2017 obtenidos en Rostov-on-Don, la resistencia de las bacterias oportunistas aisladas de niños con disbacteriosis intestinal a los bacteriófagos comerciales promedió el 44 %. La mayoría de las bacterias oportunistas, con la excepción de K. pneumoniae , eran resistentes a Sextaphage, pero sensibles a los monopreparados de fagos específicos de especie [32] .
Durante el tratamiento con preparaciones de fagos, en la mayoría de los casos documentados en la población residual de bacterias, si no fue completa, al menos se observó un reemplazo parcial con formas resistentes a los fagos [33] , y dos días de uso del fármaco pueden ser suficientes para el desarrollo de resistencia [34] . Por lo tanto, en el curso del tratamiento, tiene sentido monitorear la sensibilidad para el reemplazo parcial o completo oportuno de los fagos terapéuticos. La adaptación de fagos a cepas resistentes in vitro también se considera una medida para combatir la resistencia [35] . Al mismo tiempo, los microorganismos resistentes a los bacteriófagos pueden caracterizarse por una tasa de crecimiento reducida, expresión reducida de determinantes de virulencia, pérdida de propiedades adhesivas y una vida útil significativamente reducida [36] . A veces, la resistencia adquirida a los fagos se acompaña de una mayor sensibilidad a los antibióticos. Esto se considera una razón para optar por cursos más largos de terapia con fagos, que deben continuar incluso a pesar del desarrollo de resistencia [10] .