Revoluce v boji
s problematickou
pletí

Staphylococcus aureus je gram-pozitivní bakterie, jež je součástí běžného kožního mikrobiomu lidí a zvířat. Charakteristická je pro něj tvorba biofilmů, vysoká odolnost vůči okolnímu prostředí a rychlý přenosem genů pomocí plazmidů. Díky těmto faktorům S. aureus získává snadno antibiotickou rezistenci a stává se jedním z nejčastějších původců infekcí z nemocničního prostředí. Proto jej Světová zdravotnická organizace zařadila do skupiny ESKAPE, která zahrnuje nejnebezpečnější patogeny, proti kterým je nejvíce naléhavé najít nové způsoby jejich léčby [2]. Biofilmy často narůstají v chronických ranách, na povrchu implantátů, endoprotéz a invazivních medicínských pomůcek [4].

S. aureus způsobuje široké spektrum infekcí – od četných kožních infekcí, infekcí ran, zápaly plic až po sepse. Je původcem až 80 % všech zjištěných nozokomiálních infekcí [2]. Nejvíce problematické bývají kožní infekce způsobené methicilin-rezistentním zlatým stafylokokem, které jsou vůbec nejčastější a nové možnosti jejich léčby tudíž nejžádanější. Kromě infekcí z nemocničního prostředí způsobuje i komunitně šířící se infekce, jež postihují zejména mladé a zdravé jedince [7].

Fágová terapie se ukazuje jako jedna z možností, jak efektivně s rezistentními kmeny bojovat. Fágy se dokáží na místě infekce pomnožit, aniž by zatěžovaly pacientův organismus a jeho mikroflóru. Navíc se ukazuje, že nedochází ke vzniku vedlejších účinku, které se u léčby antibiotiky běžně vyskytují. Fágy dokáží na rozdíl od antibiotik zničit biofilmy bakterií, poněvadž dokáží proniknout hmotou biofilmu, která je obklopuje a chrání [4]. O tom, že fágová terapie methicilin-rezistentního zlatého stafylokoka (MRSA), se jeví jako potenciální možnost, jak se s rezistentními infekcemi vypořádat, popisují četné studie z celého světa – zejména ze Spojených států, Číny, Polska a dalších zemí.

Šestnáctiletý chlapec, jenž trpěl závažnými kožními infekcemi, velkým množstvím lékových alergií a četnými dědičnými chorobami, byl léčen koktejlem fágů, jenž byl podáván ve formě krému a roztoku na postižená místa. Po 7 dnech došlo k výraznému zlepšení zdravotního stavu, po 6 měsících i k výraznému zvýšení kvality života pacienta [1].

Po podání fágového koktejlu AB-SA01 u diabetických myší s chronickými ranami, jež byly infikovány MRSA, došlo u většiny myší k úplnému zaléčení ran. U všech myší byl pak výsledek léčby lepší, než u léčby vancomycinem a to jak z hlediska velikosti ran, tak i zjištěnou bakteriální zátěží. U myší léčených fágovým koktejlem nebyly pozorovány žádné vedlejší účinky [3]. Podobných prací, které publikují výsledky experimentální fágové terapie u myší, je více [17, 18]. Obdobná studie se zabývala fágovou terapií vředů infikovanými S. aureus, P. aeruginosa a A. baumanii u myší a prasat a diabetem. Fágová léčba výrazně snížila počty kolonií bakterií a zlepšila hojení vředů u infekcí způsobené S. aureus a P aeruginosa. U A. baumanii však léčba podobně úspěšné výsledky nepřinesla. Myši také na léčbu reagovaly lépe než prasata [20].

V další studii byla testována účinnost koktejlu fágů na nehojící se rány u 20 vybraných pacientů mezi 16-20 lety, jež byly kolonizovány kmeny S. aureus, E. Coli a P. aeruginosa. Celkem byla rána ošetřena fágovým koktejlem 3- 5x. Po této aplikaci se velikost ran výrazně snížila a nebyla na povrchu ran po mikrobiologickém vyšetření patrna známka infekce. U 7 pacientů se po třech týdnech rána zcela zhojila [6].

Podobná studie testovala fágovou terapii chronických ran a kožních vředů u 48 pacientů z toho dvacet jedna pacientů bylo zdravých a 27 trpělo diabetem. Postižení byli infikovaní několika druhy bakterií zároveň, včetně S. aureus. U 39 pacientů došlo k úplnému uzdravení. U nediabetiků dosahovala míra úspěšnosti 90,5 %, u diabetiků 74,1 %. Bércové vředy se výrazně po léčbě zmenšily. K zaléčení došlo do 90 dnů od začátku studie [18].

Následující studie zkoumala použití fágového koktejlu z fágů MR-5 a MR-10 obaleným transferony (látky umožňující zlepšení transportu, regulující uvolňování a pronikání léčiva) na léčbu kožních abscesů na stehnech myší způsobené MRSA. Jeho účinnost pak byla porovnávána s koktejlem obsahující volné fágy bez transferonů. V obou případech došlo k výraznému snížení bakteriální zátěže – u koktejlu s transferony došlo k maximální zátěži v 1. den léčby, následoval postupný pokles 6. den již tkáň byla zcela sterilní. U koktejlů z volných fágů byla maximální zátěž pozorována 3. den léčby, 9. den byla tkáň sterilní. Bez léčby infekce sama odezněla po 15 – 20 dnech [7].

Kožní infekce na uších králíků kolonizované kmenem S. aureus asociovaných s tvorbou biofilmů byly každý druhý den ošetřovány bakteriofágem. Druhá kontrolní skupina nebyla ošetřována vůbec, a u třetí skupiny došlo kromě ošetření fágem také k odstranění infikované tkáně. Zatímco u prvních dvou skupin nedocházelo k výraznějšímu snížení počtu bakterií a urychlení hojení, u třetí sledované skupiny došlo ke zlepšení všech pozorovaných parametrů [8].

Už jediná aplikace fága měla stejnou terapeutické účinky na léčbu chronických diabetických ran, jako lék (antibiotikum ze skupiny oxazolidinonů), který se používá k léčbě diabetických vředů. Když byly obě léčby zkombinovány, výsledná léčba byla mnohem rychlejší a úspěšnější (z hlediska histopatologické analýzy, zjištěné bakteriální nálože a velikosti rány) [9].

První článek ve Francii, který popisoval úspěšnou fágovou terapii S .aureus pochází z roku 1921. Výzkum prováděl Bruynoghe a Maisin v Belgii ve stejném roce. Bylo zjištěno, že injekce stafylokokových fágů v blízkosti vředů (furunklů a karbunklů) vedla u 6 pacientů ke zlepšení stavu během 48 hodin. Došlo ke zmenšení otoku, snížení bolestivosti a ke sražení horečky [14].

Fágovou terapií recidivující farunkulózy a impetiga se zabývali i Gougerot a Peyre. Fágy byly aplikovány injekční stříkačkou do postižené oblasti, v případě impetiga byly nejdříve z ran odstraněny krusty a posléze byly rány potřeny fágem. Na ránu byl pak přiložen obklad nasycený v roztoku s fágem.  Během prvního dne došlo k zvětšení pustul, avšak po 48 hodinách léze vyschly a zmizely [14].

Již během Zimní války SSSR vůči Finsku v roce 1939-1940 byl použit fágový preparát na léčbu infekcí různých typů ran. Vojáci ošetření koktejlem fágů účinným vůči bakteriím rodu Streptococcus a Staphylococcus vyvinutým v Eliavově institutu v Tbillisi v dnešní Gruzii. Díky fágové terapii přežilo až 89 % raněných vojáků, oproti 58 % těch, kteří fágovou terapii nepodstoupili. Snížil se také o 30 % výskyt gangrény u vojáků [10].

V Polsku Sklopek a kol. mezi lety 1981 – 1986 aplikovali fágovou terapii u 550 pacientů, kteří trpěli hnisavými kožními infekcemi (hnisající vředy, záněty podkoží, furunkulózy, záněty lymfatických cest…). Přes 92,4 % pacientů (508) pozitivně reagovalo na léčbu, u 38 pacientů došlo k dočasnému zlepšení a u 4 pacientů léčba nebyla účinná. Celkem 518 pacientů bylo postiženo infekcemi rezistentních vůči antibiotikům [15]. V rámci další polské studie, ve které bylo zapojeno 1307 pacientů postižených multirezistentními infekcemi, byla popsána fágová terapie hnisajících popálenin u 49 pacientů. Fágy byly podávány jak lokálně, tak perorálně. Úspěšně vyléčeno bylo 42 pacientů. Průměrná doba léčby trvala 32 dnů [21].

V Gruzii a Rusku jsou k dostání volně prodejné fágové produkty. Přípravek Pyophage je koktejl fágů proti několika různým druhům bakterií, včetně S. aureus. Používá se k léčbě hnisavých infekcí kůže nebo ran [14].

V knize od autorů Chanishvilioho a Sharpa se v kapitole Fágová terapie v dermatologii popisuje úspěšná fágová terapie širokého spektra kožních infekcí – abscesů, furunklů a různých dermatitid. Ve studii bylo zapsáno přes 6000 pacientů a k jejich uzdravení došlo u 70–100 % pacientů v rozmezí 4 – 8 dnů od začátku léčby. Fágy byly injekčně aplikovány každý druhý den s tím, že se dávka postupně zvyšovala. Již po 2 injekcích přinesla výraznou úlevu od bolesti, výsledné zjizvení zhojené rány bylo výrazně menší. Další úspěšná gruzínská studie z roku 1970 se zabývala léčbou stafylokokových vředů, karbunklů, furunklů a hidradenitidy tam, kde selhala antibiotika. Úspěšně vyléčeno bylo 94,4 % pacientů, 4,3 % zaznamenalo výrazné zlepšení a 1,3 % pacientů na léčbu nereagovalo [14].

V dnešní době se klinické studie provádí pouze tehdy, pokud již vyly vyčerpány všechny dosud známé postupy léčby. Jedna z takových studií byla provedena na 6 diabetických pacientů, jejichž vředy byly infikovány MRSA a infekce nebyla citlivá vůči jakékoliv antibiotické léčbě. Vředy byly ošetřeny fágem Sb-1 a došlo k úplnému vymýcení MRSA z ran u všech pacientů ve studii. Po 7. týdnech se vředy zcela zhojily [11].

Cislo a kol. provedli studii zaměřenou na fágovou terapii hnisavých kožních infekcí způsobené různými patogeny (E.coli, S. aureus. K. pneumoniae, P. aeruginosa…) u 31 pacientů. Během 2-16 týdnů trvající léčby došlo ke zlepšení celkového stavu,, potlačení lokálního zánětu, rychlejší hojení vředů a kontrolní bakteriologické testy byly negativní. U 16 pacientů došlo k úplnému zaléčení, v 7 výrazné zlepšení, u 2 pouze dočasné a u 1 bylo nedostatečné. V 6 případech došlo ke vzniku nežádoucích účinku [19].

Přípravek PhagoBioDerm byl použit k zaléčení radiačních popálenin infikovanými MRSA. PhageBiDerm je koktejl lytických fágů s různými hostiteli v polymerní směsi. Hnisání ran, které trvalo déle než měsíc i přes agresivní antibiotickou léčbu, úspěšně ustalo po 2-7 dnech od prvního ošetření [12]. Markoishvili se svými kolegy rovněž použil PhagoBioDerm k léčbě infikovaných kožních vředů žilní stáze. Přípravek byl podáván jak samostatně, tak i v kombinaci s jinými léčebnými strategiemi. U 70 % ze 100 pacientů došlo k úplnému zhojení vředů [14].

Kromě vlastních fágů se používají i endolysiny – lytické proteiny, pomocí kterých se fágy dostávají ven z hostitelské buňky. Ty jsou vysoce specifické k hostiteli a nemají vliv na lidský organismus a okolní mikroflóru. Společnost Micreos představila značku Gladskin, jejíchž hlavní účinnou látkou jsou hlavně fágové endolysiny. Jedním z těchto produktů je přípravek Staphefekt SA.100, u kterého bylo zjištěno, že výrazně snižuje bakteriální zátěž a léčí kožní infekce způsobené S. aureus, pokud je lokálně nanesen na postižené místo [13].

Reference:

[1] Plumet, L., Ahmad-Mansour, N., Dunyach-Remy, C., Kissa, K., Sotto, A., Lavigne, J. P., Costechareyre, D., & Molle, V. (2022). Bacteriophage Therapy for Staphylococcus Aureus Infections: A Review of Animal Models, Treatments, and Clinical Trials. Frontiers in cellular and infection microbiology, 12, 907314. https://doi.org/10.3389/fcimb.2022.907314

[2] Plumet, L., Ahmad-Mansour, N., Dunyach-Remy, C., Kissa, K., Sotto, A., Lavigne, J. P., Costechareyre, D., & Molle, V. (2022). Bacteriophage Therapy for Staphylococcus Aureus Infections: A Review of Animal Models, Treatments, and Clinical Trials. Frontiers in cellular and infection microbiology, 12, 907314. https://doi.org/10.3389/fcimb.2022.907314

[3] Kifelew, L. G., Warner, M. S., Morales, S., Vaughan, L., Woodman, R., Fitridge, R., Mitchell, J. G., & Speck, P. (2020). Efficacy of phage cocktail AB-SA01 therapy in diabetic mouse wound infections caused by multidrug-resistant Staphylococcus aureus. BMC microbiology, 20(1), 204. https://doi.org/10.1186/s12866-020-01891-8

[4] Gupta P, Singh HS, Shukla VK, Nath G, Bhartiya SK. Bacteriophage Therapy of Chronic Nonhealing Wound: Clinical Study. The International Journal of Lower Extremity Wounds. 2019;18(2):171-175. doi:10.1177/1534734619835115

[6] Atshan, S.S.; Hamat, R.A.; Aljaberi, M.A.; Chen, J.-S.; Huang, S.-W.; Lin, C.-Y.; Mullins, B.J.; Kicic, A. Phage Therapy as an Alternative Treatment Modality for Resistant Staphylococcus aureusInfections. Antibiotics2023, 12, 286. https://doi.org/10.3390/antibiotics12020286

[7] Chhibber S, Shukla A, Kaur S. Transfersomal Phage Cocktail Is an Effective Treatment against Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus-Mediated Skin and Soft Tissue Infections. Antimicrob Agents Chemother. 2017 Sep 22;61(10):e02146-16. doi: 10.1128/AAC.02146-16. PMID: 28739792; PMCID: PMC5610514.

[8] Seth AK, Geringer MR, Nguyen KT, Agnew SP, Dumanian Z, Galiano RD, Leung KP, Mustoe TA, Hong SJ. Bacteriophage therapy for Staphylococcus aureus biofilm-infected wounds: a new approach to chronic wound care. Plast Reconstr Surg. 2013 Feb;131(2):225-234. doi: 10.1097/PRS.0b013e31827e47cd. PMID: 23357984.

[9] Chhibber S, Kaur T, Sandeep Kaur. Co-therapy using lytic bacteriophage: effective treatment in eliminating methicillin resistant Staphylococcus aureus (MRSA) from diabetic foot infections. PLoS One. 2013;8(2):e56022. doi: 10.1371/journal.pone.0056022. Epub 2013 Feb 13. PMID: 23418497; PMCID: PMC3572146.

[10] Chang RYK, Morales S, Okamoto Y, Chan HK. Topical application of bacteriophages for treatment of wound infections. Transl Res. 2020 Červen;220:153-166. DOI: 10.1016/j.trsl.2020.03.010. EPUB 2020 19. března. PMID: 32268129; PMCID: PMC7293950.

[11] FISH, R., E. KUTTER, G. WHEAT, B. BLASDEL, M. KUKATELADZE a S. KUHL. Bacteriophage treatment of intransigent diabetic toe ulcers: a case series. Journal of Wound Care [online]. 2016, 13 July 2016 [cit. 2023-03-16]. Dostupné z: https://www.magonlinelibrary.com/doi/abs/10.12968/jowc.2016.25.Sup7.S27

[12] D. Jikia, N. Chkhaidze, E. Imedashvili, I. Mgaloblishvili, G. Tsitlanadze, R. Katsarava, J. Glenn Morris, Jr, Alexander Sulakvelidze, The use of a novel biodegradable preparation capable of the sustained release of bacteriophages  in the complex treatment of multidrug‐resistant Staphylococcus aureus‐infected local radiation injuries caused by exposure to Sr90, Clinical and Experimental Dermatology, Volume 30, Issue 1, 1 January 2005, Pages 23–26,, https://doi.org/10.1111/j.1365-2230.2004.01600.x

[13] TOTTÉ, J.E.E, M.B. VAN DOORN a S.G.M.A. PASMANS. Successful Treatment of Chronic Staphylococcus aureus-Related Dermatoses with the Topical Endolysin Staphefekt SA.100: A Report of 3 Cases. Karger [online]. 2017, 22 May 2017, (2), 7 [cit. 2023-03-16]. Dostupné z: https://www.karger.com/Article/FullText/473872

[14] Abedon, Sarah J. Kuhl, Bob G. Blasdel & Elizabeth Martin Kutter(2011) Phage therapy of human infections, Taylor and Francis online, 1:2, 66-85, DOI: 10.4161/bact.1.2.15845

[15] Slopek S, Weber-Dabrowska B, Dabrowski M, Kucharewicz-Krukowska, Results of bacteriophage treatment of suppurative bacterial infections in the years 1981-1986 Arch Immunol Ther Exp (Warsz). Dostupné online: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/3455647/,  1987;35(5):569-83. PMID: 3455647.

[16] Capparelli, R., Parlato, M., Borriello, G., Salvatore, P., & Iannelli, D. (2007). Experimental phage therapy against Staphylococcus aureus in mice. Antimicrobial agents and chemotherapy, 51(8), 2765–2773. https://doi.org/10.1128/AAC.01513-06

[17] Chhibber, S., Kaur, T., & Sandeep Kaur (2013). Co-therapy using lytic bacteriophage: effective treatment in eliminating methicillin resistant Staphylococcus aureus (MRSA) from diabetic foot infections. PloS one, 8(2), e56022. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0056022

[18] Patel DR, Bhartiya SK, Kumar R, Shukla VK, Nath G. Use of Customized Bacteriophages in the Treatment of Chronic Nonhealing Wounds: A Prospective Study. The International Journal of Lower Extremity Wounds. 2021;20(1):37-46. doi:10.1177/1534734619881076

[19] Cisło M, Dabrowski M, Weber-Dabrowska B, Woytoń A ,Bacteriophage treatment of suppurative skin infections, Archivum Immunologiae et Therapiae Experimentalis. 1987 ;https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/3447533/ 35(2):175-183. PMID: 3447533.

[20] MENDES, Jao J., Clara LEANDRO, Sofia CORTE-REAL, Raquel BARBOSA, Patricia CAVACO-SILVA, José MELO-CRISTINO, Andrzej GÓRSKI a Miguel GARCIA. Wound healing potential of topical bacteriophage therapy on diabetic cutaneous wounds. Wound Repair and Regeneration: The International Journal of Tissue Repair and Regeneration [Wiley Online Library]. 2013, 11 June 2013, 21(4), 8 [cit. 2023-03-16]. Dostupné z: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/wrr.12056?saml_referrer=

[21] Duplessis CA, Biswas B. A Review of Topical Phage Therapy for Chronically Infected Wounds and Preparations for a Randomized Adaptive Clinical Trial Evaluating Topical Phage Therapy in Chronically Infected Diabetic Foot Ulcers. Antibiotics. 2020; 9(7):377. https://doi.org/10.3390/antibiotics9070377