Явище бактеріофагії відкрив і вивчив французьку мікробіоло-лог д'Еррель. У 1917 р він спостерігав лізис культури бактерій дизентерії після внесення в неї фільтрату випорожнень хворого, одужуючи-ющего від дизентерії. При багаторазових пасажах, тобто перенесення з однієї культури в іншу, фільтрати зберігали свою лізуючого ак-тивність і навіть посилювали її. Вчений зробив з цього правильний ви-вод про те, що лізуючий агент - живий і при пасажах розмножується в бактеріях. Д'Еррель назвав цей агент бактериофагом (лат. Phagos -пожірающій), а саме явище лізису - бактеріофаги.
Пізніше було доведено, що бактеріофаг - живий. Це вірус бак-терій, він розмножується в бактеріях, викликаючи їх лізис. Додавання бак-теріофага в культуру бактерій на рідкому поживному середовищі викликає просвітлення середовища. На щільних поживних середовищах при посіві суміші бактерій і бактеріофага на тлі суцільного зростання бактерій появля-ються стерильні плями або негативні колонії фагів (рис. 8).
Бактеріофаг і специфічні, тобто лизируют певні види бактерій. Звідси їх назви: дизентерійний бактеріофаг, стаф-лококковий бактеріофаг. Виявлено фаги не тільки бактерій, але і актиноміцетів.
У практичній медицині бактеріофаги знайшли застосування як лікувальні та профілактичні засоби,
Важливе значення має те, що на прикладі бактеріофагії були відкриті і вивчені багато проблем загальної вірусології та молекулярну-ної генетики.
Розміри бактеріофагів коливаються від 20 нм до 200 нм. Як все віруси, містять ДНК, або РНК, і білковий капсид. Найчастіше зустрів чаются і краще вивчені бактеріофаги, що мають форму сперматозоі-да або пуголовка. Складаються вони з головки, хвостового відростка, батального пластинки з короткими шинами і хвостовими нитками. Усередині головки розташовується спи-рально скручена пити ДНК, по-крита білковим капсидом. Хвостовий відросток - що порожнистий циліндричний стрижень, окру-ваний скорочувальним чохлом. Базальна пластинка і нитки осу-ють процес адсорбції бактеріофага на бактеріальної клітці (рис. 9). Існують бакте-ріофаш. мають інше ладі-ня: з короткими відростком, з відростком без скорочувального чохла, без відростка, ниткоподібної форми.
Взаємодія бактеріофага з бактеріальною клітиною
Як все віруси, бактеріофаги не розмножуються на поживних середовищах. Їх розмноження відбувається тільки в чутливих до них бактеріальних клітинах, в процесі взаємодії, в якому наб-люду ті ж фази, що при взаємодії інших вірусів з кліть-кою.
Адсорбція бактеріофага. Як все віруси, фаги нерухомі, і стіл-кновеніе з бактерією відбувається випадково, потім адсорбція стано-вится міцної, якщо у клітини є на поверхні фагосом-пеціфіческіе рецептори. Фаги, що мають скоротливий чохол, ад-сорбируются за допомогою хвостового відростка.
Впровадження фага всередину клітини. Під дей-наслідком ферменту лізо-ціма, який знаходиться в хвостовому сегменті, в клітинній стінці бакте-рії утворюється отвір. Через цей отвір в ре-док скорочення хво-СТОВ чохла всередину бак-матеріальних клітини переходить ДНК фага. Білковий капсид залишається-ся зовні.
Синтез ДНК і білка бактеріофага. У клітці припиняється синтез бактеріальних білків. Утворюються фагів ДНК, а на рибосомах бактерій синтезуються молекули фагового білка.
Формування фага. Збірка зрілих фагів з ДНК і капсида про-виходить в цитоплазмі клітини. Вихід зрілих фагів з клітки відбувається із-дит при руйнуванні бактерій за допомогою лізоциму, а потім зрілі фаги впроваджуються в нові клітини.
"Урожай" фага, в залежності від його виду, становить від 20 до 200 часток. Весь цикл взаємодії, що займає від 10 хвилин до декількох годин, називається литическим циклом, а фаг при такому вза-імодействіі - вірулентним.
На відміну від вірулентних, помірні фаги НЕ лизируют бактерії. Їх геном, проникнувши в клітку, вбудовується в хромосому бактерії і надалі залишається в хромосомі у вигляді профага і реплицируется вме-сте з нею. Бактерії, що несуть профаг, називаються Лізогенія, а саме явище - Лізогенія. Лізогенія бактерії зустрічаються дуже часто. Профаг, перебуваючи в геномі бактерії, надає їй будь-які нові свій-ства. Так, наприклад, продукція екзотоксину у паличок дифтерії та бо-тулізма пов'язана з наявністю профага.
У певних умовах (впливу температури, хімічних речовин і ін.) Профаг можуть перетворитися в вірулентні бактерії-фаги. Розмножуючись, вони лизируют бактерії і можуть переходити в дру-Гії бактеріальні клітини. При виході з хромосоми профаг може захопити сусідні гени бактеріальної хромосоми і при зараженні іншої бактерії, вбудувавшись в її хромосому, передати ці гени. Пе-редача генетичного матеріалу від однієї бактерії до іншої за допомогою на-гою помірного бактеріофага називається трансдукцией. Таким об-разом можуть передаватися такі ознаки, як стійкість до Антіб-ОТІКА, здатність продукувати будь-які ферменти. Помірні бактеріофаги застосовуються в генетичної інженерії в якості век-тора - переносника генів.
Практичне значення бактеріофагів
Препарати бактеріофагів застосовуються для діагностики, профі-лактики і лікування. Фагодіагностіка заснована на специфічності бак-теріофагов: видоспецифічні бактеріофаги лізують тільки визна-поділені види бактерій. Більш того, бактерії одного і того ж виду розрізняються по чутливості до різних типовим бактеріофагів, Таким чином можна за допомогою набору типових бактеріофагів визначати фаговари стафілококів, сальмонел, вібріонів, Фаготіпірованіе допомагає встановити джерело інфекції та шляхи передачі.
Лікувально-профілактичну дію фагів засноване на їх літичної активності.
Для отримання препарату бактеріофага культуру бактерій зара-жают бактериофагом. На наступний день лішрованную культуру фільтрують через бактеріальний фільтр. До фільтрату в якості кон-серванта додають хінозол.
Для кількісної характеристики бактеріофагів використовують такий критерій, як титр бактеріофага. Титр фага можна висловити двома показниками:
1) найбільше розведення препарату, при якому бактеріофаг
лизирует відповідні бактерії:
2) кількість активних корпускул бактеріофага в 1 мл препарату. Методи титрування бактеріофага:
1) метод серійних розведенні в пробірках з рідким живильним
середовищем по Аппсльману;
2) двошаровий агаровий метод, при якому підраховують число негативних колоній фага на тлі суцільного зростання бактерій - метод Граціа.
Готовий рідкий препарат бактеріофага повинен бути здійснений-но прозорим. При кишкових інфекціях препарат застосовують вмес-ті з розчином питної соди, так як кисле вміст шлунка руйнує бактеріофаг. Препарати деяких бактеріофагів для ін'єкцій та місцевого застосування випускають в ампулах. Для прийому всередину препарати бактеріофагів випускаються також у вигляді таблеток з кислотостійким покриттям, яке в лужному середовищі тонкого кишечника розчиняється. В якості покриття застосовується пектин або ацетілфталілцеллюлоза (ОФП).
У нашій країні випускаються препарати дизентерійного, сальмонсллезного, коли-протейпого, стафилококкового і інших бакте-ріофагов, а також набори типових фагів для фаготіінрованія ста-філококков, черевнотифозних і інших бактерій.