Fascynujące wykłady, inspirujące dyskusje i nowe kontakty. Za nami IV Sympozjum Bakteriofagowe, które skupiło naukowców z całej Polski.

- Ideą pierwszego sympozjum, które odbyło się cztery lata temu, było skupienie naukowców, którzy zajmują się w Polsce bakteriofagami - informuje prof. Grzegorz Węgrzyn, Kierownik Katedry Biologii Molekularnej UG.

- Dlaczego w Polsce? Dlatego, że Polska należy do liderów światowych w badaniach nad bakteriofagami - dodaje prof. Alicja Węgrzyn, Dyrektorka Centrum Terapii Fagowych Uniwersyteckiego Ośrodka Badań Stosowanych i Międzyobszarowych UG oraz Prezeska Polskiego Towarzystwa Badań nad Wirusami Mikroorganizmów.

- Tradycja badań nad bakteriofagami w Polsce jest długa. Pod koniec XX wieku zainteresowanie tymi wirusami na świecie spadło, bo uważano, że wszystko już o nich wiadomo, zaś w naszym kraju wciąż realizowano badania nad tymi wirusami. Teraz wiemy, że bakteriofagi są najliczniejszymi stworzeniami na Ziemi, wpływającymi na bardzo wiele procesów, a ponieważ wiedzieliśmy, że w Polsce funkcjonuje sporo grup badających bakteriofagi, stwierdziliśmy, że dobrze by było połączyć działania - i stąd idea powstania Polskiego Towarzystwa Badań nad Wirusami Mikroorganizmów - wyjaśnia prof. Grzegorz Węgrzyn.

Wirusy bardzo specyficzne. Dlaczego warto się nimi zajmować?

Fagi to wirusy, które atakują tylko wybrane, wrażliwe na nie bakterie. Zakażają je i zabijają, dzięki czemu pozbywamy się chorobotwórczych bakterii bez stosowania antybiotyków. - W czasach kryzysu antybiotykowego, spowodowanego pojawianiem się licznych bakterii antybiotykoodpornych, terapia fagowa jest alternatywą zarówno w medycynie, jak i w weterynarii - wyjaśnia prof. Alicja Węgrzyn. 

Naukowczyni z Uniwersytetu Gdańskiego tłumaczy, że bakteriofagi to wirusy bardzo specyficzne, ponieważ namnażają się tylko w komórkach bakterii. Terapia może być więc stosowana głównie do eliminowania patogenów bakteryjnych opornych na wiele antybiotyków. - Ostatnio pracowaliśmy nad artykułem przeglądowym o bakteriofagach w zastosowaniu i przy leczeniu nowotworów. Okazuje się, że bakteriofagi, a szczególnie różne biotechnologiczne narzędzia oparte na ich modyfikacjach, dzięki którym mogą być precyzyjnie dostarczane leki, mogą również niwelować nowotwory. Ta terapia jest bardzo obiecująca - informuje biolożka.

Prof. Grzegorz Węgrzyn dodaje, że w terapii nowotworowej wykorzystywane są narzędzia biotechnologiczne, na których umieszczane są specyficznie zmodyfikowane bakteriofagi. - Nagrody Nobla w 2018 i 2024 roku przyznano za opracowanie narzędzi z pochodnymi bakteriofagów, które stosowane są w genetyce - wyjaśnia.

W Centrum Terapii Fagowych w Gdańsku trwają prace nad wykorzystaniem bakteriofagów do eliminowania patogenów w weterynarii. - Trzy czwarte światowej produkcji antybiotyków jest wykorzystywane w hodowli przemysłowej zwierząt. W związku z tym ilość bakterii opornych na antybiotyki w tychże hodowlach jest niebywale wysoka. Żeby przestawić hodowlę na bardziej ekologiczne tory, można zamiast ogromnej ilości antybiotyków stosować bakteriofagi - wskazuje prof. Alicja Węgrzyn.  

We Wrocławiu natomiast, w Instytucie Immunologii i Terapii Doświadczalnej im. Ludwika Hirszfelda Polskiej Akademii Nauk, z terapii eksperymentalnej mogą skorzystać pacjenci borykający się m.in. z zakażeniami skóry, kości, zatok, z powikłaniami tzw. stopy cukrzycowej czy zakażeniami układu moczowego. W sympozjum wziął udział mgr Maciej Żaczek z wrocławskiego ośrodka, który wygłosił wykład pt. „Odpowiedź humoralna w terapii fagowej a jej skuteczność”. - Bakteriofagi podawane w terapii fagowej mogą generować tworzenie przeciwciał, które mogą przekładać się na wynik terapii fagowej. Zespół prof. Andrzeja Górskiego z Instytutu Immunologii i Terapii Doświadczalnej PAN od wielu lat publikuje prace, które pokazują, jak przebiega odpowiedź humoralna u pacjentów leczonych fagami. Zauważamy, że bakteriofagi terapeutyczne podawane pacjentom generują wprawdzie powstawanie przeciwciał, ale nie oznacza to, że odpowiedź humoralna może upośledzać odpowiedź terapeutyczną. Bardzo często okazuje się, że pomimo wysokiego poziomu przeciwciał kliniczny wynik terapii fagowej jest pozytywny. Byliśmy pierwszym zespołem w Polsce, który opublikował takie prace - mówił mgr Maciej Żaczek.

Biolog z Wrocławia dodaje, że nie każdy, kto chce, może skorzystać z terapii fagowej - niezbędne jest zakwalifikowanie przez lekarza. - Jeżeli pacjent zakwalifikuje się do terapii, to oczywiście robimy wszystko, co w naszej mocy, żeby pomóc, ale trzeba pamiętać, że to terapia eksperymentalna. Jednym pomoże, innym nie. Natomiast zawsze mamy nadzieję, że uda się dobrać odpowiedniego faga do danej bakterii - wyjaśnia.

Bakteriofagi nie są pożądane w niektórych gałęziach przemysłu

Fagi mogą pomóc, ale też zaszkodzić. I o tym, jak je eliminować, a dokładnie o nanomateriałach służących do ich wychwytywania, opowiedział podczas wykładu inauguracyjnego dr hab. Jan Paczesny z Instytutu Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk w Warszawie. - Patrzymy na fagi z obu stron. Dostrzegamy więc problem m.in. w przemyśle chemicznym czy spożywczym, gdzie coraz więcej substancji aktywnych tworzy się w bakteriach. Na przykład fagi są problemem w mleczarniach. Nie da się ich uniknąć, bo wchodzą w reakcję z substratem, czyli z mlekiem, którego nie da się wysterylizować. Bakteriofagi mogą być więc obecne od początku procesu produkcji. Gdy po tygodniu proces produkcji serów czy jogurtów „nie ruszył”, może się okazać, że substrat był zakażony przez fagi, a jeśli tak, to trzeba znaleźć sposób na ich eliminację - wyjaśnia Zastępca Dyrektora ds. Naukowych Instytutu Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk w Warszawie.

Dr hab. J. Paczesny dodał, że opracowane przeciwko fagom nanoczynniki mogą być również aktywne przeciwko wirusom, które mogą nam zagrozić. - Wraz ze wzrostem temperatur i topnieniu lodowców, mogą pojawić się nowe, nieznane wirusy. Gdyby więc wybuchła kolejna pandemia, zamiast noszenia rękawiczek, można by pokryć klamki w szpitalach nanocząstkami czy nanokompozytami zawierającymi układy pozwalające z nimi walczyć - wyjaśnia. - Chcemy się przyglądać zastosowaniu nanomateriałów w miejscach, w których zakażeń jest najwięcej i rozprzestrzenianie się patogenów jest najbardziej niebezpieczne dla ludzi, aby mieć kontrolę nad tym rozprzestrzenianiem.

Naukowiec podczas wykładu przedstawił również ciekawe odkrycie: fagi oddziałują z mikroplastikiem, co może mieć znaczenie dla środowiska. Czy w instytucie będą prowadzone na ten temat dalsze badania? - Jestem fizykochemikiem, ale gdyby przyszedł ktoś do zespołu, kto zaangażowałby się w zbadanie tego tematu, to oczywiście jestem otwarty na współpracę. Rozwiązania, które mogą zmienić rynek, wynikają z badań podstawowych, ale nie uprawiamy sztuki dla sztuki. Zawsze mam z tyłu głowy pytania: „Co z tego wynika?” i „Kogo to interesuje?”. Staramy się w ten sposób do tego podchodzić - powiedział.

Bakteriofagi bez głowy

Podczas trzech dni trwania konferencji wyniki swoich badań zaprezentowali badacze z najważniejszych ośrodków naukowych i badawczych w Polsce.

Po raz trzeci w konferencji wziął udział mgr Marcin Borowicz z Międzyuczelnianego Wydziału Biotechnologii Uniwersytetu Gdańskiego i Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego, który pracuje nad rozprawą doktorską pod kierunkiem prof. Roberta Czajkowskiego. To jego wystąpienie zostało wyróżnione pierwszą nagrodą za najlepszą ustną prezentację młodego naukowca.

- Zajmuję się bakteriofagami bez głowy - tailocynami. To struktury, które produkują bakterie po to, żeby zabijać inne bakterie - wyjaśniał Marcin Borowicz. - Jest to bardzo ciekawy system w kontekście ekologii bakterii. Warto dodać, że bakteriofagi raz zaaplikowane zostaną w środowisku, ponieważ mają DNA i się replikują. Natomiast tailocyny tego DNA już nie mają, więc są jednokrotnego użytku - tłumaczy autor najlepszego wystąpienia, pt. „Ekologiczna rola tailocyn produkowanych przez patogeny roślin z rodziny Pectobacteriaceae”

Wyróżnienie przyznane zostało mgr Karolinie Ciemińskiej z Katedry Mikrobiologii Wydziału Biologii Uniwersytetu Gdańskiego, która pracuje nad rozprawą doktorską pod kierunkiem dr hab. Magdaleny Płotki, prof. UG, za prezentację pt. „Bakteriofagi specyficzne wobec Enterobacter hormaechei w eliminacji i zapobieganiu formowania biofilmu bakteryjnego na cewnikach urologicznych”.  

Nagrodę główną za najlepszy poster otrzymał Bartosz Kamiński z Instytutu Chemii Fizycznej PAN, a wyróżnienie Dziyana Shymialevich z Instytutu Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego - Państwowego Instytutu Badawczego.

____

IV Sympozjum Bakteriofagowe zorganizowane zostało przy wsparciu finansowym Polskiej Akademii Nauk oraz firmy BIO-RAD. Już po raz czwarty wydarzenie jest współorganizowane przez Fundację Rozwoju Uniwersytetu Gdańskiego.