Bacteriofagen, ook wel fagen genoemd, zijn een groep virussen die in bacteriecellen kunnen infecteren en zich kunnen vermenigvuldigen en die, wanneer ze vertrekken, hun vernietiging bevorderen, daarom is het een reden voor studie om nieuwe strategieën te ontwikkelen om infecties te bestrijden multiresistent.
Bacteriofagen zijn aanwezig in verschillende omgevingen en kunnen worden geïsoleerd uit water, bodem, voedselproducten en zelfs andere micro-organismen. Hoewel het ook aanwezig kan zijn in het lichaam, voornamelijk in de huid, in de mondholte, in de longen en in de urinewegen en gastro-intestinale systemen, veroorzaken bacteriofagen geen ziekten of veranderingen in het menselijk lichaam, omdat ze een voorkeur hebben voor prokaryotische cellen, dat wil zeggen minder cellen geëvolueerd, zoals bacteriën.
Bovendien zijn ze in staat om de immuunrespons van het lichaam te stimuleren, zodat ze niet kunnen werken op de micro-organismen die verantwoordelijk zijn voor de goede werking van het organisme, het zogenaamde microbioom of microbiota, naast een hoge specificiteit ten opzichte van de gastheer, dat wil zeggen het pathogene micro-organisme.. De bacteriën die deel uitmaken van het microbioom worden dus niet vernietigd vanwege de positieve relatie tussen de bacteriofagen en het immuunsysteem.
Kenmerken van de bacteriofaag
Bacteriofagen zijn virussen die in verschillende omgevingen kunnen worden aangetroffen, waaronder het menselijk lichaam, maar ze veroorzaken geen veranderingen of ziekten omdat ze geen specificiteit hebben voor prokaryotische cellen, de cellen waaruit het lichaam bestaat. Andere kenmerken van de bacteriofaag zijn:
- Ze worden gevormd door een capside, wat een structuur is die wordt gevormd door eiwitten waarvan de functie is het genetisch materiaal van de bacteriofaag te beschermen; ze kunnen verschillende soorten genetisch materiaal hebben, zoals dubbelstrengs DNA, enkelstrengs DNA of RNA; bovendien gedifferentieerd wat hun genetische samenstelling betreft, kunnen bacteriofagen ook worden gedifferentieerd door de structuur van de capside; ze kunnen zich niet vermenigvuldigen buiten een gastheer, dat wil zeggen dat ze in contact moeten zijn met een bacteriecel voor replicatie, en daarom kunnen ze ook bekend als "bacteriële parasieten", ze hebben een hoge specificiteit voor de gastheer, die bacteriële cellen zijn.
De classificatie van bacteriofagen wordt nog onderzocht, maar sommige eigenschappen kunnen nuttig zijn voor differentiatie en classificatie van bacteriofagen, zoals type genetisch materiaal, morfologie, genomische kenmerken en fysisch-chemische eigenschappen.
Hoe gebeurt het met de lytische en lysogene cycli
Lytische en lysogene cycli betreffen het gedrag van bacteriofagen bij contact met de bacteriecel. De lytische cyclus is er een waarin, na de injectie van het genetische materiaal van de bacteriofaag in de bacteriecel, replicatie en vorming van nieuwe bacteriofagen plaatsvindt, die bij vertrek de bacteriecel vernietigen. Anderzijds wordt in de lysogene cyclus het genetische materiaal van de bacteriofaag opgenomen in dat van de bacterie, maar dit proces kan alleen het tot zwijgen brengen van virulentiegenen van de bacterie vertegenwoordigen, naast een omkeerbaar proces te zijn.
Bacteriofagen kunnen slechts één of beide cycli hebben. Over het algemeen verloopt de lytische cyclus als volgt:
- Adsorptie: de bacteriofaag kleeft aan het membraan van de gevoelige bacteriecel via de membraanreceptoren; Binnenkomst of penetratie: het genetische materiaal van de bacteriofaag komt de bacteriecel binnen; Replicatie: dit genetische materiaal coördineert de synthese van eiwitten en andere DNA-moleculen, als het een DNA-bacteriofaag is; Assemblage: nieuwe bacteriofagen worden gevormd en het gerepliceerde DNA wordt verpakt met behulp van gesynthetiseerde eiwitten, waardoor de capside ontstaat; Lysis: de gevormde bacteriofaag verlaat de bacteriecel en bevordert de vernietiging ervan.
Aan de andere kant gebeurt de lysogene cyclus als volgt:
- Adsorptie: de bacteriofaag adsorbeert aan het bacteriële membraan; Binnenkomst: het genetische materiaal van de bacteriofaag komt de bacteriecel binnen; Integratie: er is de integratie van het genetische materiaal van de bacteriofaag met die van de bacterie, die bekend wordt als een profago; Indeling: het gerecombineerde materiaal, de profago, deelt zich volgens de bacteriedeling.
De faag is niet actief, dat wil zeggen dat de genen ervan niet tot expressie worden gebracht en daarom geen negatieve veranderingen in de bacteriën tot gevolg hebben en het is een volledig omkeerbaar proces.
Wat is faagtherapie
Faagtherapie, ook bekend als faagtherapie, is een soort behandeling die bacteriofagen gebruikt om bacteriële infecties te bestrijden, vooral die veroorzaakt door multi-resistente micro-organismen. Dit type behandeling is veilig, omdat bacteriofagen alleen activiteit hebben tegen pathogene bacteriën, waardoor de normale microbiota van de persoon behouden blijft.
Hoewel dit type therapie al jaren wordt beschreven, krijgt het nu pas een prominente plaats in de literatuur vanwege de toename van het aantal bacteriën dat niet reageert op conventionele behandeling met antibiotica.
Ondanks dat het een gunstige techniek is, heeft faagtherapie echter enkele beperkingen. Elk type bacteriofaag is specifiek voor een specifieke bacterie, dus deze fagen kunnen niet afzonderlijk worden gebruikt om infecties te bestrijden die worden veroorzaakt door verschillende micro-organismen, maar in dit geval zou een "faagcocktail" kunnen worden geformuleerd volgens de micro-organismen die zijn geïdentificeerd als verantwoordelijk voor de infectie. Bovendien kunnen bacteriofagen, voornamelijk vanwege de lysogene cyclus, de overdracht van resistentiegenen op de bacterie bevorderen, waardoor de behandeling niet effectief is.
