T-faag

T-faag zijn virussen die zich als bacteriofagen hebben gespecialiseerd in de exclusieve besmetting van Escherichia coli-darmbacteriën (Coliphages). Er zijn 7 verschillende typen bekend, met de aanduidingen T1 tot T7, waarvan de even genummerde typen verschillen van de oneven genummerde typen door bepaalde gemeenschappelijke kenmerken. T-fagen worden meestal herkend door het immuunsysteem in het lichaam; buiten het lichaam worden ze specifiek gebruikt voor de aanmaak van bepaalde enzymen en voor andere doeleinden.

Wat zijn T-fagen?

T-fagen zijn virussen die zich hebben gespecialiseerd in het aanvallen van bacteriën en worden daarom macrofagen of kortweg fagen genoemd. Elk type faag is gespecialiseerd in het infecteren van een specifieke bacterie. De T-fagen met de staart (de T is afgeleid van de Engelse 'staart') zijn ontworpen om de darmbacteriën Escherichia coli aan te vallen.

De 7 bekende T-fagen met de aanduidingen T1 tot T7 behoren tot de drie families siphovirussen (T1, T5), podovirussen (T3, T7) en myovirussen (T2, T4, T6). De even genummerde en de oneven genummerde T-fagen verschillen elk in een aantal gemeenschappelijke kenmerken.

T-fagen worden gekenmerkt door een complexe structuur. De belangrijkste componenten zijn de basisplaat, injector en kop. Op de bodemplaat zitten zogenaamde spikes waarmee de faag zich aan de bacteriewand kan hechten en deze kan doorboren. Het injectieapparaat bestaat uit een samentrekkende buis waardoor het DNA van de faag in de colibacterie wordt "geschoten". Het dubbelstrengs DNA bevindt zich in de kop van de T-faag en wordt, na koppeling met de bacterie, door de samentrekkende buis van het injectie-apparaat naar het inwendige van de colibacterie getransporteerd. Nadat de infectie heeft plaatsgevonden, zijn de delen van de T-fagen die aan de buitenkant van de envelop achterblijven niet meer nodig en maken ze los van de bacteriële wand.

Voorkomen, distributie en eigenschappen

T-fagen zijn, net als andere fagen, meestal te vinden waar bacteriën zich bevinden. In afvalwater en stilstaand water, waarin normaal gesproken een enorm grote en gedifferentieerde associatie van bacteriën plaatsvindt, komen bacteriofagen ook in een vergelijkbare geaccumuleerde en gedifferentieerde vorm voor. Vergelijkbare omstandigheden kunnen zelfs in de extreem schone oceanen worden aangetroffen.

In het menselijk lichaam komen T-fagen vooral voor op die plaatsen die worden gekoloniseerd door Coli-bacteriën. Bij gezonde mensen met een intact immuunsysteem is dit voornamelijk het spijsverteringskanaal. T-fagen die verloren gaan in de bloedbaan worden herkend door het immuunsysteem en veroorzaken een immuunreactie die leidt tot vernietiging van de fagen. Er is nauwelijks een direct risico op infectie met T-fagen, aangezien het geen onafhankelijke ziektekiemen zijn. Bij een navenant zwakke immuunafweer is het alleen denkbaar dat T-fagen een gevoelige verdunning van de colibacteriën in de darmflora veroorzaken.

T-fagen die voor therapeutische doeleinden worden gebruikt, kunnen worden gevriesdroogd zonder hun fysiologische eigenschappen te verliezen.

Betekenis en functie

T-fagen, die alleen colibacteriën kunnen infecteren en doden, spelen slechts een ondergeschikte rol in het menselijk lichaam. Gericht gebruik tegen pathogene colibacteriën buiten het spijsverteringskanaal zou denkbaar zijn. In tegenstelling tot antibiotica, die een breed spectrum effect hebben, d.w.z. ook een groot aantal nuttige microben vernietigen, hebben T-fagen, net als andere fagen, een absoluut specifieke en selectieve werking tegen bepaalde bacteriestammen.

Aan faagtherapie worden in Duitsland echter strenge eisen gesteld, hoewel het in veel gevallen een uitstekend alternatief kan zijn voor antibiotica. Het probleem van resistentie-ontwikkeling doet zich ook voor bij T-fagen, maar kan even snel verholpen worden door gemodificeerde macrofagen te kweken. Faagtherapie heeft zich vooral ontwikkeld in landen van de voormalige USSR, de meeste in Georgië. Sommige westerse onderzoeksgroepen proberen fagen te kweken die ook effectief zijn tegen multiresistente kiemen.

T-fagen worden vaak gekweekt in coliforme bacteriën voor de productie van enzymen om grotere hoeveelheden enzymen te verkrijgen die nodig zijn voor moleculair biologische doeleinden. Dit zijn enzymen zoals T4 DNA-ligase, T7 RNA-polymerase en enkele andere.

Het vermogen van zogenaamde gematigde T-fagen om hun eigen DNA in het bacteriële DNA op te nemen (lysogenie), in plaats van ongebreidelde replicatie van hun eigen DNA, kan ook worden gebruikt als een genvector om gerichte genetische manipulaties uit te voeren om bepaalde defecte en pathogene genen of genfragmenten te verwijderen via intacte. Vervang genen of stukjes DNA.

Ziekten en aandoeningen

T-fagen vormen geen direct gevaar voor de mens. T-fagen kunnen indirect een probleem worden als ze erin slagen colibacteriën in de darmflora aan te vallen en te decimeren, ongemerkt door het immuunsysteem. T-fagen en andere fagen worden verondersteld het immuunsysteem te ondersteunen om onschadelijke kiemen te maken die moeilijk te bestrijden zijn en mogelijk ook multiresistente kiemen.

Critici van faagtherapie zeggen dat de therapie alleen kan worden toegepast door artsen met de juiste aanvullende opleiding en dat er eerst een bacteriecultuur moet worden opgezet voor een gerichte toepassing om er zeker van te zijn dat de 'juiste' faag is geselecteerd voor de 'juiste' bacterie. Daarentegen zouden breedspectrumantibiotica onmiddellijk beschikbaar zijn. Het belangrijkste argument tegen faagtherapie, uitgedrukt door de critici, is echter de angst dat de genetica van de faag zou kunnen veranderen door mutaties of door oncontroleerbare genuitwisseling met de gastheerbacterie dat de faag zijn fagocytische eigenschappen zou kunnen verliezen en zou kunnen muteren in een oncontroleerbaar pathogeen virus. .

Tijdens de Koude Oorlog vertrouwde de westerse geneeskunde bijna uitsluitend op antibiotica om besmettelijke ziektekiemen af ​​te weren, terwijl Rusland en de lidstaten van de Sovjet-Unie - vooral Georgië - faagtherapie cultiveerden. Er zijn nu aanwijzingen dat beide therapieën specifieke voordelen en risico's hebben die vóór gebruik moeten worden afgewogen.