ვირუსები, რომლებიც სნაიპერებივით მუშაობენ

ისტორია სავსეა თქმულებებით მდინარეების შესახებ, რომელთაც დაავადებული ადამიანების განკურნება შეუძლიათ. ინდოეთში მდებარე განგი და იამუნა სწორედ მათ რიცხვს მიეკუთვნება. 1896 წელს მათ მეცნიერების ყურადღება იმით მიიქციეს, რომ ქოლერას განკურნება შეეძლოთ, თუმცა, ეს ამ მდინარეებზე მეტად, მათში არსებული ბაქტერიოფაგების დამსახურება იყო.

ყოველდღიურად ჩვენ თვალწინ მძვინვარე ბრძოლა მიმდინარეობს, რომელშიც ერთ მხარეს ფაგები — ბუნების ერთ-ერთი ყველაზე დახვეწილი მკვლელები, მეორე მხარეს კი ბაქტერიები დგანან.

ბაქტერიოფაგები ვირუსები არიან, რომლებიც ცოცხალი და არაცოცხალი სამყაროს მიჯნაზე არსებობენ. ფაგებს ერთი შეხედვით სასაცილო სტრუქტურა აქვთ, დიდი თავი, გრძელი ტანი და პაწაწინა ფეხები, რომლითაც ისინი ბაქტერიების ზედაპირს ეჭიდებიან. ისინი ყველგან არიან. დედამიწაზე უფრო მეტი ბაქტერიოფაგია, ვიდრე ერთად აღებული ყველა სხვა ორგანიზმი.

ამჟამად ბაქტერიების წინააღმდეგ კაცობრიობის ერთ-ერთი ყველაზე ძლიერი იარაღი ანტიბიოტიკია, თუმცა, ეს იარაღი ნელ-ნელა ხელიდან გვეცლება. ბაქტერიებს, რომლებზეც ანტიბიოტიკები აღარ მოქმედებენ, Superbug-ებს, ანუ სუპერბაქტერიებს უწოდებენ. ისინი მსოფლიოს მასშტაბით წელიწადში 700 000 ადამიანს კლავენ. მეცნიერების ვარაუდით კი, 2050 წლისთვის ეს რიცხვი 10 მილიონამდე გაიზრდება.

ახალი ანტიბიოტიკების განვითარება უფრო და უფრო რთულდება, თანაც, ეს ხშირად ხანგრძლივი პროცესია, რომელიც ზოგჯერ ათი წლის, ან უფრო დიდი ხნის განმავლობაშიც გრძელდება. მსოფლიო შეუსვენებლად ეძებს ანტიბიოტიკების ალტერნატივას და პასუხი, სხვა ადგილებთან ერთად, შესაძლოა, თბილისშიც იმალებოდეს. თუმცა, სანამ ამაზე მოგიყვებოდეთ, ჯერ უნდა ვუპასუხოთ კითხვას: რას აკეთებენ ბაქტერიოფაგები და რა განასხვავებთ მათ ანტიობიოტიკებისაგან.

რატომაა ბაქტერიოფაგები საინტერესო?

ფაგები ვირუსები არიან, რომლებიც მხოლოდ ბაქტერიებს ესხმიან თავს. ისინი Sci-fi-დან გადმოსული რობოტებივით გამოიყურებიან და მოქმედებენ. ვირუსების მთავარი მიზანი მათი სამიზნე ორგანიზმების დაინფიცირება და მათი რესურსების გამოყენებით საკუთარი თავის გამრავლებაა, საბოლოოდ კი ისინი დაინფიცირებულ უჯრედს, უბრალოდ აფეთქებენ და ახალი სამიზნის ძებნას იწყებენ.

ფაგები შეტევისას ბაქტერიას ამოიცნობენ და მათზე სპეციალიზირებული "ფეხების" საშუალებით სხდებიან, რის შემდეგაც ისინი ბაქტერიაში საკუთარ დნმ-ს აშხაპუნებენ.

ეს დნმ ბაქტერიის უჯრედში საკუთარ თავს ამრავლებს, შემდეგ კი ფაგის სხვადასხვა სტრუქტურულ ნაწილებს ამზადებს, საბოლოოდ მასპინძლის ორგანიზმში ისეთივე ფაგების აწყობა იწყება, როგორმაც პირველად ეს უჯრედი დააინფიცირა.

"ნაღმები" და "მონადირეები"

ანტიბიოტიკი არის ქიმიური ნივთიერება, რომელიც ბაქტერიებს კლავს. ის ამ მიზანს ბაქტერიებში იმ ერთი ან რამდენიმე მნიშვნელოვანი პროცესის მოშლით ახერხებს, რომლებიც მათ გადასარჩენად სჭირდებათ. ვინაიდან და რადგანაც მრავალი ბაქტერია საბაზისო სასიცოცხლო ფუნქციებისათვის მსგავს პროცესებს იყენებს, ერთი ფართო სპექტრის ანტიბიოტიკს შეუძლია ბაქტერიების მრავალი სხვადასხვა სახეობა ერთდროულად გაანადგუროს.

ფაგებისგან განსხვავებით, ანტიბიოტიკები ბაქტერიებს განურჩევლად ხოცავენ. ისინი ნაღმივით ფეთქდებიან და გარშემო ყველაფერს ანადგურებენ. მათგან განსხვავებით, ბაქტერიოფაგები კონკრეტულ ბაქტერიებზე დაგეშილ მონადირეებს ჰგვანან, თუმცა თუ ბევრი სხვადასხვა ბაქტერიის განადგურება გინდა, ბევრი მონადირეც უნდა გყავდეს.

ანტიბიოტიკებმა მედიცინაში რევოლუცია მოახდინა, ისინი ბაქტერიულ ინფექციებთან ბრძოლაში განსაკუთრებით ეფექტურები არიან, თუმცა, ფაგებს ანტიბიოტიკებთან შედარებით შესაძლოა რამდენიმე უპირატესობა ჰქონდეთ.

ფაგებს მაღალი სპეციალიზაცია გააჩნიათ, რაც ნიშნავს, რომ ისინი მხოლოდ ერთი კონკრეტული სახეობის ბაქტერიას ებრძვიან, ეს კი ჩვენს კუჭ-ნაწლავში არსებული მიკროფლორისათვის, რომელიც ადამიანის წონის დაახლოებით 1-2 კილოს შეადგენს, კარგი სიახლეა.

ნაწლავებში არსებული კეთილმოსურნე ბაქტერიები ადამიანისათვის ძალიან მნიშვნელოვან ფუნქციას ასრულებენ და რადგან ანტიბიოტიკები ბაქტერიებს შეურჩევლად ანადგურებენ, მათი გამოყენებისას ჩვენს ორგანიზმში დადებითი გავლენის მქონე უამრავი ბაქტერიაც იხოცება. ფაგების მაღალი სპეციფიკურობა კი გულისხმობს, რომ მათ შეუძლიათ მხოლოდ და მხოლოდ ის ბაქტერიები გაანადგურონ, რომლებიც ინფექციას იწვევს.

ფაგებს ანტიბიოტიკებისადმი რეზისტენტული ბაქტერიების განადგურებაც შეუძლიათ. თანაც, იმ მეთოდის წინააღმდეგ, რომლითაც ფაგები ბაქტერიებს ანადგურებენ, რეზისტენტობის გამომუშავება ბევრად უფრო რთულია.

თუ ფაგები ასეთი ეფექტურები არიან, რატომ არ ვიყენებთ მათ უფრო ხშირად? — რკინის ფარდის გავლენა

ბაქტერიოფაგები, ანუ იგივე ფაგები ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად ფრედერიკ ტუორტმა 1915 წელს, ხოლო ფელიქს დ'ჰერელმა კი 1917 წელს აღმოაჩინა. ეს პენიცილინის აღმოჩენამდე დაახლოებით ათი წლით ადრე მოხდა.

აღმოჩენიდან მომდევნო რამდენიმე წლის განმავლობაში მეცნიერები ფაგებს დეზინტერიისა და ქოლერას სამკურნალოდ წარმატებით იყენებდნენ. ეს ფაგები იმ ადამიანებისგან იყო მიღებული, რომლებსაც ეს დაავადება გადატანილი ჰქონდათ. მეცნიერები ვარაუდობდნენ, რომ ამ იღბლიანი ადამიანების ორგანიზმში იყო რაღაც, რაც მათ ამ ბაქტერიებთან გამკლავების საშუალებას აძლევდა.

წარმატებული სტარტის მიუხედავად, ბაქტერიოფაგები ანტიბიოტიკების, კერძოდ პენიცილინის აღმოჩენამ გადაფარა.

ფაგების აღმოჩენისას მათ შესახებ ძალიან ბევრი რამ უცნობი იყო, ამ დროს მეცნიერებს ვირუსების შესწავლა ახალი დაწყებული ჰქონდათ. ფაგის პირველი ფოტო ელექტრონული მიკროსკოპით 1940 წელს გადაიღეს.

ფაგებს ბაქტერიული ინფექციების სამკურნალოდ მხოლოდ რამდენიმე ქვეყანა თუ იყენებს, მათ შორისაა საქართველოც. გარდა ამ სტატიაში განხილული მიზეზებისა, ამის ერთ-ერთი გამომწვევი ფაქტორი ისიც არის, რომ ანტიბიოტიკები ბოლო 50 წლის განმავლობაში ბაქტერიული ინფექციების სამკურნალოდ სავსებით საკმარისი იყო. ამის გამო ქვეყნები ალტერნატიული მკურნალობის მეთოდებს აქტიურად არ ეძებდნენ.

ფაგებს გარკვეული შეზღუდვებიც გააჩნიათ, მათი მოპოვება და შენახვა რთულია და თანაც, თითოეული ბაქტერიისათვის კონკრეტული ბაქტერიოფაგი არსებობს. ასე რომ, სამიზნე ბაქტერიისთვის შესაბამისი ბაქტერიოფაგის მისადაგება დიდ მოთმინებასა და ფინანსებს მოითხოვს.

ასევე რთულია ფაგების დოზირების განსაზღვრა. ამ ყველაფერში კიდევ ერთი ფაქტიც ფიგურირებს, პირველი კომერციული ფაგები სათანადო ხარისხითა და ეფექტურობით არ გამოირჩეოდა, რის გამოც ადამიანების გარკვეულ წრეებში ფაგებს რეპუტაცია შეელახათ.

დასავლეთმა ფაგებით მკურნალობის შესახებ ბევრი არაფერი იცის. მათზე ჩატარებული კვლევები პენიცილინის აღმოჩენის გამო შეწყდა, თუმცა რკინის ფარდით შემოსაზღვრულ საბჭოთა კავშირში ფაგების კვლევასა და გამოყენებაზე არასდროს უთქვამთ უარი.

"1991 წელს გარკვეული დროის განმავლობაში შვეიცარიაში, ჟენევის უნივერსიტეტში ვმუშაობდი, ხოლო როდესაც მათთან ფაგოთერაპია ვახსენე, საერთოდ ვერ მიხვდნენ, თუ რაზე ვსაუბრობდი", - აცხადებს მეცნიერი ნინო ჭანიშვილი.

თბილისი, საქართველო

მსოფლიოში საქართველო იმ თითზე ჩამოსათვლელ ქვეყნებს შორისაა, სადაც ბაქტერიოფაგების აქტიური კვლევა და მათი სამკურნალო მიზნებისათვის გამოყენება ხდება.

გიორგი ელიავას სახელობის ბაქტერიოფაგიის, მიკრობიოლოგიისა და ვირუსოლოგიის ინსტიტუტი თბილისში 1923 წელს პროფესორი გიორგი ელიავას მიერ დაარსდა.

გიორგი ელიავა 1918-1921 და 1925-1927 წლებში პარიზში, პასტერის ინსტიტუტში მუშაობდა. სწორედ ამავე ინსტიტუტში მოღვაწეობდა ბაქტერიოლოგი და გიორგი ელიავას კარგი მეგობარი ფელიქს დ'ერელი, რომელიც ბაქტერიოფაგების ერთ-ერთი აღმომჩენია. 1934 წელს ფელიქს დ'ერელი თბილისს პირადად ეწვია. ის საქართველოში დაახლოებით ერთი წლის განმავლობაში მუშაობდა და თბილისში ფაგებთან დაკავშირებული წიგნიც კი გამოსცა. ფელიქს დ'ერელის ენთუზიაზმი 1937 წელს გაქრა, როცა გიორგი ელიავა და მისი მეუღლე დახვრიტეს. ამის შემდეგ დ'ერელი თბილისიდან გაიქცა და აღარასდროს დაბრუნებულა.

მიუხედავად იმისა, რომ ბაქტერიოფაგები ეფექტური იყო, დასავლეთში ანტიბიოტიკები აღმოჩენისთანავე ბევრად უფრო პოპულარული გახდა. მეორე მსოფლიო ომის დროს და ამის შემდეგაც, სახელმწიფოები ეძებდნენ სწრაფ და ეფექტურ მეთოდებს ინფექციებთან გასამკლავებლად. ბაქტერიოფაგებით ექსპერიმენტირების დრო დასავლეთს არ ჰქონდა.

მე-20 საუკუნის პირველ ნახევარში გიორგი ელიავას მიერ დაარსებული ინსტიტუტი მსოფლიოში სამკურნალო ფაგების კვლევის ერთ-ერთი წამყვანი დაწესებულება იყო. მისი ერთ-ერთი დიდი წარმატება მეორე მსოფლიო ომის დროს დეზინტერიის წინააღმდეგ შექმნილი ფაგი იყო, რომელსაც საბჭოთა არმია დიდი წარმატებით იყენებდა.

მეორე მსოფლიო ომის შემდეგ დასავლეთში ფაგებს უფრო მეტად არა სამედიცინო, არამედ კვლევითი მიზნებისთვის იყენებდნენ. ფაგს მარტივი მოლეკულური აგებულება აქვს, რის გამოც ის დნმ-ში არსებული გენების შესწავლის კარგ ინსტრუმენტად იქცა. მაქს დელბრუკი და ფრენსის კრიკი, რომლებსაც დნმ-ის კვლევაში დიდი წვლილი მიუძღვით, თავდაპირველად სწორედ ფაგებს შეისწავლიდნენ.

1940-იანი წლებიდან დასავლეთში ანტიბიოტიკები ნელ-ნელა ხელმისაწვდომი ხდებოდა, თუმცა, საბჭოთა კავშირში მედიცინის განვითარება ალტერნატიული გზით მიდიოდა. ცივი ომის გამო ამ ორ სხვადასხვა პოლუსს შორის სამეცნიერო ლიტერატურისა და ინფორმაციის გაცვლა შეზღუდული იყო, ეს მდგომარეობა კი საბჭოთა კავშირის დაშლამდე გაგრძელდა.

განახლებული ინტერესი

1996 წელს საქართველოში სამეცნიერო ჟურნალისტი, პიტერ რადეცკი ჩამოვიდა, რომელსაც შემთხვევით გაგებული ჰქონდა, რომ ფელიქს დ'ერელი საქართველოში ცხოვრობდა და მუშაობდა. 90-იანებში ინსტიტუტი მძიმე მდგომარეობაში იმყოფებოდა, თანამშრომლებს წლების განმავლობაში არ ჰქონდათ ხელფასი, ინსტიტუტს არ მიეწოდებოდა დენი და წყალი. რადეცკიზე ინსტიტუტმა დიდი შთაბეჭდილება მოახდინა და მან ფაგებზე სტატია ჟურნალ Discover-ში გამოაქვეყნა.

რადეცკის მიერ გამოქვეყნებული სტატიით ფაგების შესახებ მრავალმა ადამიანმა შეიტყო, თბილისში ჩამოვიდა BBC-ის გადამღები ჯგუფიც, რომელმაც ამ საკითხზე ფილმი მოამზადა. ამავე თემაზე სტატია მალევე გამოქვეყნდა New York Times-შიც.

მას შემდეგ, რაც თბილისში არსებული ინსტიტუტის შესახებ დასავლეთში ინფორმაცია გავრცელდა, ბაქტერიოფაგებით მრავალი ადამიანი დაინტერესდა. გიორგი ელიავას სახელობის ინსტიტუტი კი მრავალ საერთაშორისო პროექტში ჩაერთო.

ერთ-ერთ პროექტს, რომელშიც ამჯამად გ. ელიავას ინსტიტუტიცაა ჩართული, CURE ეწოდება. ეს ორიგინალური პროექტია, მის ფარგლებში მეცნიერები არა ბაქტერიების აქტიურად განადგურებას, არამედ ორგანიზმში ფაგების ფლორის აღდგენას ცდილობენ. ეს შეიძლება ტყის აღდგენასაც კი შევადაროთ. პროექტი ასთმაზეა ორიენტირებული. გენომური ანალიზებით ირკვევა, რომ ასთმის მქონე ბავშვებს ორგანიზმში გარკვეული ფაგების ნაკლებობა გააჩნიათ, რაც ნიშნავს იმას, რომ მათ ორგანიზმში გარკვეული ბაქტერიები ჭარბი რაოდენობით არსებობს.

გ. ელიავას ინსტიტუტმა აღნიშნულ პროექტზე მუშაობა სულ რაღაც ერთი წელია დაიწყო, ეს განსხვავებული მიდგომაა და ის ნაკლებად აგრესიულია, ვიდრე ბაქტერიოფაგების თერაპია.

ნინო ჭანიშვილი აღნიშნული კვლევის წამყვანი მეცნიერია. მის გუნდში ახალგაზრდა მეცნიერებიც არიან. ამჟამად მათი უშუალო მიზანი ჯანმრთელი ადამიანების სასუნთქი გზებიდან ბაქტერიოფაგების გამოყოფა, მათი გამრავლება, დახასიათება, დახარისხება და შესწავლაა.

ქართველი მეცნიერები ასთმით დაავადებული ადამიანის ქსოვილებს ხელოვნურ არეში ზრდიან, შემდეგ კი მასში მიმდინარე სხვადასხვა პროცესსა და პარმეტრს აკვირდებიან. თუ ისინი ბაქტერიოფაგებით უჯრედების ხელოვნურ კულტურაში დარღვეული პარამეტრების გამოსწორებას შეძლებენ, ეს დიდი წარმატება იქნება. ამის შემდეგ კი კლინიკური ცდები დაიწყება.

“პროექტისათვის დაფინანსება ევროკავშირის პროგრამა ჰორიზონტი 2020-ის ფარგლებში მოვიპოვეთ. ეს სარისკო და ამბიციური იდეების კონკურსი იყო, რომელშიც გავიმარჯვეთ. ზოგადად, ახლა ძალიან პოპულარულია იდეა იმის შესახებ, რომ ჩვენ ჯანმრთელობას მიკრობიომი, ანუ ბაქტერიების, ვირუსებისა და პარაზიტების ერთობლიობა განსაზღვრავს. ცნობილია, რომ თითოეული ადამიანის მიკრობიომი უნიკალურია. ფაგებიც, რა თქმა უნდა, ამ მიკრობიომის ნაწილია. ჩვენი პროექტი კი სწორედ ამ იდეიდან დაიბადა”, - აცხადებს ჭანიშვილი.

აღსანიშნავია, რომ სამკურნალოდ ბაქტერიოფაგების გამოყენება ბევრ ქვეყანაში დაშვებული არ არის, ამიტომ სავარაუდოა, რომ ექსპერიმენტის ამჟამინდელი ფაზის წარმატებით გავლის შემთხვევაში, კლინიკური ცდები სწორედ საქართველოში ჩატარდება.

აღნიშნული პროექტი კიდევ სამი წელი გაგრძელდება, მიღებული ნიმუშები კი საბერძნეთსა და შვეიცარიაში გადაიგზავნება.

ცხადია, ფაგებმა ჯერ კიდევ დიდი გზა უნდა გაიარონ, სანამ თანამედროვე სამედიცინო სისტემაში ადგილს დაიმკვიდრებენ, თუმცა ერთი რამ დაზუსტებით შეიძლება ითქვას: ანტიბიოტიკებით იმედგაცრუების ზრდასთან ერთად, მსოფლიოს სამეცნიერო საზოგადოების ინტერესი ბაქტერიოფაგების მიმართ მხოლოდ მოიმატებს.