Zvieratá sú, podobne ako ľudia, náchylné na rôzne infekcie bakteriálneho pôvodu. V mnohých prípadoch ide o bežné a zároveň ľahko liečiteľné ochorenia pomocou štandardných terapeutických prístupov a antibiotík. Hľadajú sa však aj alternatívne spôsoby terapie s využitím bakteriofágov.
Obavy z nadmerného používania antibiotík pri zvieratách hospodárskeho významu určených pre potravinársky priemysel smerujú k postupnému znižovaniu ich preventívneho používania a prísnejšej veterinárnej kontrole. Zvýšená spotreba antibiotík v humánnej a veterinárnej praxi, ich nesprávne a dlhodobé preventívne používanie vedú k nárastu počtu patogénnych baktérií odolných proti týmto antibakteriálnym látkam. Aj preto sa do popredia dostáva výskum terapie pomocou bakteriofágov (fágov) a fágových lytických enzýmov – endolyzínov ako prirodzených predátorov baktérií.
Účinok fágov a endolyzínov
Bakteriofágy sú vírusy, ktoré infikujú len baktérie. Vyznačujú sa vysokou hostiteľskou špecificitou, čo znamená, že jeden bakteriofág dokáže infikovať len konkrétny druh baktérie. Práve vysoká špecificita je dobrým predpokladom na cielenú terapiu. Bakteriofágy sa rozmnožujú vnútri bakteriálnych hostiteľských buniek. Po namnožení dochádza k rozrušeniu bunkovej steny, bunka praská – lyzuje, nové fágové častice sa uvoľnia do prostredia a celý cyklus sa opakuje.
Aby sa novovzniknuté fágové častice dostali z bunky von, využívajú mnohé fágy proteínový systém holín-endolyzín. Holín zabezpečí narušenie vnútornej cytoplazmatickej membrány, čím umožní endolyzínu prístup k peptidoglykánu, hlavnej štruktúrnej zložke bakteriálnych bunkových stien. Endolyzín, fágový lytický enzým, štiepi peptidoglykán, bunková stena stráca integritu a praská. Na základe mnohých pokusov bolo dokázané, že endolyzíny pridávané k bakteriálnym bunkám zvonku vykazujú podobné lytické schopnosti a hostiteľskú špecificitu ako prirodzené fágové enzýmy. Táto funkcia je základom pre aplikáciu endolyzínov v humánnej a veterinárnej medicíne, poľnohospodárstve a potravinárstve. Zároveň doteraz neboli zistené žiadne mechanizmy, ktorými by sa baktérie chránili pred účinkom fágových endolyzínov.
Terapia aj prevencia
Doposiaľ bolo pripravených a v laboratórnych podmienkach otestovaných mnoho fágových endolyzínov s potenciálnym antibakteriálnym využitím vo veterinárnej praxi. Tieto lytické proteíny ponúkajú terapeutické možnosti pri bakteriálnych ochoreniach zvierat hospodárskeho významu, ktoré vedú k značným finančným stratám, ako napríklad mor včelieho plodu, nekrotická enteritída pri hydine, mastitída pri dojniciach, hnačky pri dobytku, prasatách a koňoch.
Koncept používania endolyzínov je založený buď na prevencii, alebo už na samotnej terapii. V prípade prevencie majú endolyzíny využitie vo forme dezinfekčných prípravkov, ktoré sa aplikujú na všetky povrchy a veci, s ktorými zviera prichádza do kontaktu, alebo priamo na zviera (napríklad kravské vemeno). Pri samotnej terapii, aj vzhľadom na druh infekcie, môžu byť endolyzíny podávané nepriamo ako súčasť potravy, môžu byť súčasťou mastí, gélov alebo priamo formou infúzie.
RNDr. Mária Kajsiková, PhD.
RNDr. Lucia Bocánová PhD.
RNDr. Gabriela Bukovská, CSc.
Ústav molekulárnej biológie SAV, v. v. i., v Bratislave
Foto M. Kajsiková
