Журналов:     Статей:        

Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2019; : 79-84

Бактериофаги и иммунная система макроорганизма

Иванова И. А., Труфанова А. А., Филиппенко А. В., Беспалова И. А., Омельченко Н. Д.

https://doi.org/10.36233/0372-9311-2019-6-79-85

Аннотация

В связи с появлением в последние годы антибиотикорезистентных штаммов бактерий лечение и профилактика различных инфекций бактериофагами вновь стали актуальным направлением исследований. Однако при использовании фагов в этих целях необходимо учитывать иммунные ответы макроорганизма на их введение. Сведения о влиянии бактериальных вирусов на систему врождённого и адаптивного иммунитета млекопитающих в доступной литературе немногочисленны и противоречивы. Этот вопрос требует дальнейшего детального изучения, особенно при разработке новых лечебно-профилактических биопрепаратов на основе бактериофагов.

Список литературы

1. ВОЗ. Устойчивость к противомикробным препаратам. Информационный бюллетень. Available at: https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/antimicrobial-resistance

2. Зуева Л.П., Асланов Б.И., Акимкин В.Г. Современный взгляд на роль бактериофагов в эволюции госпитальных штаммов и профилактике инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2014; (3): 100-7.

3. Топчий Н.В., Топорков А.С. Бактериофаги в лечении острых кишечных инфекций. Медицинский совет. 2015; (8): 74-81.

4. Алсынбаев М.М., Медведев Ю.А., Туйгуно М.М. Биопрепараты и ведущие направления их лечебно-профилактического применения. Уфа; 2008.

5. Красильников И.В., Лобастова А.К., Лыско К.А. Краткий обзор современного состояния и перспективных направлений развития производства и применения лечебно-профилактических препаратов бактериофагов. Вестник биотехнологии. 2010; (2): 28-33.

6. Duerkop B.A., Hooper L.V. Resident viruses and their interactions with the immune system. Nat. Immunol. 2013; 14(7): 654-9. Doi: https://doi.org/10.1038/ni.2614

7. Domingo-Calap Р., Delgado-Martínez J. Bacteriophages: protagonists of a post-antibiotic era. Antibiotics (Basel). 2018; 7(3): 66. Doi: https://doi.org/10.3390/antibiotics7030066

8. Бехтерева М.К., Иванова В.В. Место бактериофагов в терапии инфекционных заболеваний желудочно-кишечного тракта. Consilium medicum. Педиатрия. 2014; (2): 24-9.

9. Катер Э., Сулаквелидзе А. Бактериофаги: биология и практическое применение. М.: Научный мир; 2012.

10. Пагава К.И., Гачечиладзе К.К., Коринтели И.А., Дзулиашвили М.Г., Алавидзе З.И., Хойле Н. и др. Что происходит при пероральном приеме бактериофага ребенком? Georgian Medical News. 2011; (7-8): 101-5.

11. Duerr D.M., White S.J., Schluesener H.J. Identification of peptide sequences that induce the transport of phage across the gastrointestinal mucosal barrier. J. Virol. Methods. 2004; 116(2): 177-80. Doi: https://doi.org/10.1016/j.jviromet.2003.11.012

12. Hamzeh-Mivehroud M., Mahmoudpour A., Rezazadeh H., Dastmalchi S. Non-specific translocation of peptidedisplaying bacteriophage particles across the gastrointestinal barrier. Eur. J. Pharm Biopharm. 2008; 70(2): 577-81. Doi: https://doi.org/10.1016/j.ejpb.2008.06.005

13. Кaur T., Nafissi N., Wasfi O., Sheldon K., Wettig S., Slavcev R. Immunocompatibility of bacteriophages as nanomedicines. J. Nanotechnol. 2012; (l): 1-13. Doi: https://doi.org/10.1155/2012/247427

14. Górski A., Dąbrowska K., Międzybrodzki R., Weber-Dąbrowska B., Łusiak-Szelachowska M., Jończyk-Matysiak E., et al. Phages and immunomodulation. Future Microbiol. 2017; 12(10): 905-14. Doi: https://doi.org/10.2217/FMB-2017-0049

15. Flaherty J.E., Harbaugh B.K., Jones J.B., Somodi G.C. H-mutant bacteriophages as a potential biocontrol of bacterial blight of geraniums. Hortscience. 2001; 36: 90-100. Doi: https://doi.org/10.21273/hortsci.36.1.98

16. Górski A., Międzybrodzki R., Borysowski J., Dabrowska К., Wierzbicki P., Ohams M., et al. Phage as a modulator of immune responses: practical implications for phage therapy. Adv. Virus Res. 2012; 83: 41-71. Doi: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-394438-2.00002-5

17. Maciejewska B., Olszak Т., Drulis-Kawa Z. Applications of bacteriophages versus phage enzymes to combat and cure bacterial infections: an ambitious and also a realistic application? Appl. Microbiol. Biotechnol. 2018; 102(6): 2563-81. Doi: https://doi.org/10.1007/s00253-018-8811-1

18. Merril C.R., Scholl D., Adhya S.L. The prospect for bacteriophage therapy in Western medicine. Nat. Rev. Drug Discov. 2003; 2(6): 489-97. Doi: https://doi.org/10.1038/nrd1111

19. Арефьева Н.А., Азнабаева Л.Ф., Ворошилова Н.Н., Султанов Н.М. Сравнительное изучение влияния способов лечения на состояние местного иммунитета слизистых оболочек носа больных хроническим гнойным риносинуситом. Фундаментальные исследования. 2007; (4): 49.

20. Лазарева Е.Б. Бактериофаги для лечения и профилактики инфекционных заболеваний. Антибиотики и химиотерапия. 2003; 48(1): 36-40.

21. Przerwa A., Zimecki М., Switała-Jeleń К., Dabrowska K., Krawczyk E., Łuczak M., et al. Effects of bacterio phages on free radical production and phagocytic functions. Med. Microbiol. Immunol. 2006; 195(3): 143-50. Doi: https://doi.org/10.1007/s00430-006-0011-4

22. Ильина Т.С. Структурная организация и механизмы перемещений генных кассет, кодирующих резистентность к антибиотикам и факторы вирулентности бактерий. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2001; (1): 3-12.

23. Карабелеш Е.Е., Ткаченко С.А., Панкратов С.М., Демедюк О.И. Применение бактериофагов, как концепция лечебного и профилактического направления в медицине. Актуальные проблемы транспортной медицины. 2008; 1(11): 135-9.

24. Mills S., Shanahan F., Stanton C., Hill C., Coffey A., Ross RP. Movers and shakers: influence of bacteriophages in shaping the mammalian gut microbiota. Gut. Microbes. 2013; 4(1): 4-16. Doi: https://doi.org/10.4161/gmic.22371

25. Maes M., Kubera M., Leunis J., Berk M. Increased IgA and IgM responses against gut commensals in chronic depression: Further evidence for increased bacterial translocation or leaky gut. J. Affect. Dis. 2012; 141(1): 55-62. Doi: https://doi.org/10.1016/j.jad.2012.02.023

26. Tetz G.V., Ruggles K.V., Zhou H. et al. Bacteriophages as potential new mammalian pathogens. Sci. Rep. 2017; 7(1): 7043. Doi: https://doi.org/10.1038/s41598-017-07278-6

27. Бондаревич Н.В., Новик Г.И. Бактериофаги и иммунный ответ организма человека. Вестник национальной академии наук Белоруссии. Серия медицинские науки. 2015; (2): 112-6.

28. Чушков Ю.В. Бактериофаги в лечении и профилактике инфекционных заболеваний. Фарматека. 2011; (6): 34-41.

29. Górski A., Ważna E., Dąbrowska B.W., Dabrowska К. Bacteriophage translocation. FEMS Immunol. Med. Microbiol. 2006; 46(3): 313-9. Doi: https://doi.org/10.1111/j.1574-695X.2006.00044.x

30. Алешкин В.А., Новикова Л.И., Бочкарева С.С., Алешкин А.В., Ершова О.Н., Киселева И.А. и др. Проблема антифагового иммунного ответа при энтеральной фаготерапии. В кн.: Материалы научно-практической конференции «Диагностика и профилактика инфекционных болезней на современном этапе». Новосибирск; 2016.

31. Дарбеева О.С., Жиленков Е.Л. Бактериофаги. В кн.: Лабинская А.С., ред. Общая и санитарная микробиология с техникой микробиологических исследований. М.; 2004.

32. Hodyra-Stefaniak K., Miernikiewicz P., Drapała J., Drab M., Jończyk-Matysiak E., Lecion D., et al. Mammalian Host-Versus-Phage immune response determines phage fate in vivo. Sci. Rep. 2015; 5: 14802. Doi: https://doi.org/10.1038/srep14802

33. Hangartner L., Zinkernagel R.M., Hengartner H. Antiviral antibody responses: the two extremes of a wide spectrum. Nat. Rev. Immunol. 2006; 6(3): 231-43. Doi: https://doi.org/10.1038/nri1783

34. Fischetti V.A. Bacteriophage endolysins: a novel anti-infective to control gram-positive pathogens. Int. J. Med. Microbiol. 2010; 300: 357-62. Doi: https://doi.org/10.1016/j.ijmm.2010.04.002

35. Бочкарева С.С., Алешкин А.В., Ершова О.Н., Новикова Л.И., Афанасьев С.С., Киселева И.А. и др. Иммунологические аспекты фаготерапии инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи, в отделении нейрореанимации. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2017; (4): 42-8.

36. Borysowski J., Dabrowska K., Ohams M. The Response of the Immune System to Phage: Potential Associations with Phage Therapy. Bacteriophages and Probiotics – Alternatives to Antibiotics. Tbilisi, Georgia; 2012.

37. Stagg J.A., Hart A.L., Knight S.C., Kamm M.A. Microbial-gut interactions in health and disease. Interactions between dendritic cells and bacteria in the regulation of intestinal immunity. Best Pract. Res. Clin. Gastroenterol. 2004; 18(2): 255-70. Doi: https://doi.org/10.1016/j.bpg.2003.10.004

38. Алешкин А.В., Воложанцев Н.В., Светоч Э.А., Алешкин В.А., Афанасьев С.С., Борзилов А.И. и др. Бактериофаги как пробиотики и средства деконтаминации пищевых продуктов. Астраханский медицинский журнал. 2012; (3): 31-9.

39. Старкова О.М., Одегова Т.Ф., Главатских И.А. Определение емкости рынка бактериофагов на региональном уровне. В кн.: Фармация на современном этапе – проблемы и достижения. Часть 1. М.; 2000: 133-5.

40. Stern A., Sorek R. The phage-host arms race: Shaping the evolution of microbes. Bioеssays. 2010; 33(1): 43-51. Doi: https://doi.org/10.1002/bies.201000071

41. Cerveny K.E., Depaola A., Duckworth D.H., Gulig P.A. Phage therapy of local and systemic disease caused by Vibrio vulnificusin iron-dextran-treated mice. Infect. Immun. 2002; 70: 6251-62. Doi: https://doi.org/10.1128/iai.70.11.6251-6262.2002

42. Nilsson A.S. Phage therapy – constraints and possibilities. Ups. J. Med. Sci. 2014; 119(2): 192-8. Doi: https://doi.org/10.3109/03009734.2014.902878

Journal of microbiology, epidemiology and immunobiology. 2019; : 79-84

Bacteriophages and the immune system of the macroorganism

Ivanovа I. A., Trufanova A. A., Filippenko A. V., Bespalova I. A., Omelchenko N. D.

https://doi.org/10.36233/0372-9311-2019-6-79-85

Abstract

Due to the emergence of antibiotic-resistant strains of bacteria in recent years, the treatment and prevention of various infections with bacteriophages have again become an important area of research. However, when using phages for this purpose, it is necessary to take into account the immune responses of a macroorganism to their introduction. The data about impact of bacterial viruses on the innate and adaptive immunity system of mammals in available literature are few and contradictory. This issue requires further detailed study, especially in the development of new therapeutic and prophylactic biological products based on bacteriophages.

References

1. VOZ. Ustoichivost' k protivomikrobnym preparatam. Informatsionnyi byulleten'. Available at: https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/antimicrobial-resistance

2. Zueva L.P., Aslanov B.I., Akimkin V.G. Sovremennyi vzglyad na rol' bakteriofagov v evolyutsii gospital'nykh shtammov i profilaktike infektsii, svyazannykh s okazaniem meditsinskoi pomoshchi. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii. 2014; (3): 100-7.

3. Topchii N.V., Toporkov A.S. Bakteriofagi v lechenii ostrykh kishechnykh infektsii. Meditsinskii sovet. 2015; (8): 74-81.

4. Alsynbaev M.M., Medvedev Yu.A., Tuiguno M.M. Biopreparaty i vedushchie napravleniya ikh lechebno-profilakticheskogo primeneniya. Ufa; 2008.

5. Krasil'nikov I.V., Lobastova A.K., Lysko K.A. Kratkii obzor sovremennogo sostoyaniya i perspektivnykh napravlenii razvitiya proizvodstva i primeneniya lechebno-profilakticheskikh preparatov bakteriofagov. Vestnik biotekhnologii. 2010; (2): 28-33.

6. Duerkop B.A., Hooper L.V. Resident viruses and their interactions with the immune system. Nat. Immunol. 2013; 14(7): 654-9. Doi: https://doi.org/10.1038/ni.2614

7. Domingo-Calap R., Delgado-Martínez J. Bacteriophages: protagonists of a post-antibiotic era. Antibiotics (Basel). 2018; 7(3): 66. Doi: https://doi.org/10.3390/antibiotics7030066

8. Bekhtereva M.K., Ivanova V.V. Mesto bakteriofagov v terapii infektsionnykh zabolevanii zheludochno-kishechnogo trakta. Consilium medicum. Pediatriya. 2014; (2): 24-9.

9. Kater E., Sulakvelidze A. Bakteriofagi: biologiya i prakticheskoe primenenie. M.: Nauchnyi mir; 2012.

10. Pagava K.I., Gachechiladze K.K., Korinteli I.A., Dzuliashvili M.G., Alavidze Z.I., Khoile N. i dr. Chto proiskhodit pri peroral'nom prieme bakteriofaga rebenkom? Georgian Medical News. 2011; (7-8): 101-5.

11. Duerr D.M., White S.J., Schluesener H.J. Identification of peptide sequences that induce the transport of phage across the gastrointestinal mucosal barrier. J. Virol. Methods. 2004; 116(2): 177-80. Doi: https://doi.org/10.1016/j.jviromet.2003.11.012

12. Hamzeh-Mivehroud M., Mahmoudpour A., Rezazadeh H., Dastmalchi S. Non-specific translocation of peptidedisplaying bacteriophage particles across the gastrointestinal barrier. Eur. J. Pharm Biopharm. 2008; 70(2): 577-81. Doi: https://doi.org/10.1016/j.ejpb.2008.06.005

13. Kaur T., Nafissi N., Wasfi O., Sheldon K., Wettig S., Slavcev R. Immunocompatibility of bacteriophages as nanomedicines. J. Nanotechnol. 2012; (l): 1-13. Doi: https://doi.org/10.1155/2012/247427

14. Górski A., Dąbrowska K., Międzybrodzki R., Weber-Dąbrowska B., Łusiak-Szelachowska M., Jończyk-Matysiak E., et al. Phages and immunomodulation. Future Microbiol. 2017; 12(10): 905-14. Doi: https://doi.org/10.2217/FMB-2017-0049

15. Flaherty J.E., Harbaugh B.K., Jones J.B., Somodi G.C. H-mutant bacteriophages as a potential biocontrol of bacterial blight of geraniums. Hortscience. 2001; 36: 90-100. Doi: https://doi.org/10.21273/hortsci.36.1.98

16. Górski A., Międzybrodzki R., Borysowski J., Dabrowska K., Wierzbicki P., Ohams M., et al. Phage as a modulator of immune responses: practical implications for phage therapy. Adv. Virus Res. 2012; 83: 41-71. Doi: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-394438-2.00002-5

17. Maciejewska B., Olszak T., Drulis-Kawa Z. Applications of bacteriophages versus phage enzymes to combat and cure bacterial infections: an ambitious and also a realistic application? Appl. Microbiol. Biotechnol. 2018; 102(6): 2563-81. Doi: https://doi.org/10.1007/s00253-018-8811-1

18. Merril C.R., Scholl D., Adhya S.L. The prospect for bacteriophage therapy in Western medicine. Nat. Rev. Drug Discov. 2003; 2(6): 489-97. Doi: https://doi.org/10.1038/nrd1111

19. Aref'eva N.A., Aznabaeva L.F., Voroshilova N.N., Sultanov N.M. Sravnitel'noe izuchenie vliyaniya sposobov lecheniya na sostoyanie mestnogo immuniteta slizistykh obolochek nosa bol'nykh khronicheskim gnoinym rinosinusitom. Fundamental'nye issledovaniya. 2007; (4): 49.

20. Lazareva E.B. Bakteriofagi dlya lecheniya i profilaktiki infektsionnykh zabolevanii. Antibiotiki i khimioterapiya. 2003; 48(1): 36-40.

21. Przerwa A., Zimecki M., Switała-Jeleń K., Dabrowska K., Krawczyk E., Łuczak M., et al. Effects of bacterio phages on free radical production and phagocytic functions. Med. Microbiol. Immunol. 2006; 195(3): 143-50. Doi: https://doi.org/10.1007/s00430-006-0011-4

22. Il'ina T.S. Strukturnaya organizatsiya i mekhanizmy peremeshchenii gennykh kasset, kodiruyushchikh rezistentnost' k antibiotikam i faktory virulentnosti bakterii. Molekulyarnaya genetika, mikrobiologiya i virusologiya. 2001; (1): 3-12.

23. Karabelesh E.E., Tkachenko S.A., Pankratov S.M., Demedyuk O.I. Primenenie bakteriofagov, kak kontseptsiya lechebnogo i profilakticheskogo napravleniya v meditsine. Aktual'nye problemy transportnoi meditsiny. 2008; 1(11): 135-9.

24. Mills S., Shanahan F., Stanton C., Hill C., Coffey A., Ross RP. Movers and shakers: influence of bacteriophages in shaping the mammalian gut microbiota. Gut. Microbes. 2013; 4(1): 4-16. Doi: https://doi.org/10.4161/gmic.22371

25. Maes M., Kubera M., Leunis J., Berk M. Increased IgA and IgM responses against gut commensals in chronic depression: Further evidence for increased bacterial translocation or leaky gut. J. Affect. Dis. 2012; 141(1): 55-62. Doi: https://doi.org/10.1016/j.jad.2012.02.023

26. Tetz G.V., Ruggles K.V., Zhou H. et al. Bacteriophages as potential new mammalian pathogens. Sci. Rep. 2017; 7(1): 7043. Doi: https://doi.org/10.1038/s41598-017-07278-6

27. Bondarevich N.V., Novik G.I. Bakteriofagi i immunnyi otvet organizma cheloveka. Vestnik natsional'noi akademii nauk Belorussii. Seriya meditsinskie nauki. 2015; (2): 112-6.

28. Chushkov Yu.V. Bakteriofagi v lechenii i profilaktike infektsionnykh zabolevanii. Farmateka. 2011; (6): 34-41.

29. Górski A., Ważna E., Dąbrowska B.W., Dabrowska K. Bacteriophage translocation. FEMS Immunol. Med. Microbiol. 2006; 46(3): 313-9. Doi: https://doi.org/10.1111/j.1574-695X.2006.00044.x

30. Aleshkin V.A., Novikova L.I., Bochkareva S.S., Aleshkin A.V., Ershova O.N., Kiseleva I.A. i dr. Problema antifagovogo immunnogo otveta pri enteral'noi fagoterapii. V kn.: Materialy nauchno-prakticheskoi konferentsii «Diagnostika i profilaktika infektsionnykh boleznei na sovremennom etape». Novosibirsk; 2016.

31. Darbeeva O.S., Zhilenkov E.L. Bakteriofagi. V kn.: Labinskaya A.S., red. Obshchaya i sanitarnaya mikrobiologiya s tekhnikoi mikrobiologicheskikh issledovanii. M.; 2004.

32. Hodyra-Stefaniak K., Miernikiewicz P., Drapała J., Drab M., Jończyk-Matysiak E., Lecion D., et al. Mammalian Host-Versus-Phage immune response determines phage fate in vivo. Sci. Rep. 2015; 5: 14802. Doi: https://doi.org/10.1038/srep14802

33. Hangartner L., Zinkernagel R.M., Hengartner H. Antiviral antibody responses: the two extremes of a wide spectrum. Nat. Rev. Immunol. 2006; 6(3): 231-43. Doi: https://doi.org/10.1038/nri1783

34. Fischetti V.A. Bacteriophage endolysins: a novel anti-infective to control gram-positive pathogens. Int. J. Med. Microbiol. 2010; 300: 357-62. Doi: https://doi.org/10.1016/j.ijmm.2010.04.002

35. Bochkareva S.S., Aleshkin A.V., Ershova O.N., Novikova L.I., Afanas'ev S.S., Kiseleva I.A. i dr. Immunologicheskie aspekty fagoterapii infektsii, svyazannykh s okazaniem meditsinskoi pomoshchi, v otdelenii neiroreanimatsii. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii. 2017; (4): 42-8.

36. Borysowski J., Dabrowska K., Ohams M. The Response of the Immune System to Phage: Potential Associations with Phage Therapy. Bacteriophages and Probiotics – Alternatives to Antibiotics. Tbilisi, Georgia; 2012.

37. Stagg J.A., Hart A.L., Knight S.C., Kamm M.A. Microbial-gut interactions in health and disease. Interactions between dendritic cells and bacteria in the regulation of intestinal immunity. Best Pract. Res. Clin. Gastroenterol. 2004; 18(2): 255-70. Doi: https://doi.org/10.1016/j.bpg.2003.10.004

38. Aleshkin A.V., Volozhantsev N.V., Svetoch E.A., Aleshkin V.A., Afanas'ev S.S., Borzilov A.I. i dr. Bakteriofagi kak probiotiki i sredstva dekontaminatsii pishchevykh produktov. Astrakhanskii meditsinskii zhurnal. 2012; (3): 31-9.

39. Starkova O.M., Odegova T.F., Glavatskikh I.A. Opredelenie emkosti rynka bakteriofagov na regional'nom urovne. V kn.: Farmatsiya na sovremennom etape – problemy i dostizheniya. Chast' 1. M.; 2000: 133-5.

40. Stern A., Sorek R. The phage-host arms race: Shaping the evolution of microbes. Bioessays. 2010; 33(1): 43-51. Doi: https://doi.org/10.1002/bies.201000071

41. Cerveny K.E., Depaola A., Duckworth D.H., Gulig P.A. Phage therapy of local and systemic disease caused by Vibrio vulnificusin iron-dextran-treated mice. Infect. Immun. 2002; 70: 6251-62. Doi: https://doi.org/10.1128/iai.70.11.6251-6262.2002

42. Nilsson A.S. Phage therapy – constraints and possibilities. Ups. J. Med. Sci. 2014; 119(2): 192-8. Doi: https://doi.org/10.3109/03009734.2014.902878