La terapia de fago se manifiesta como una solución prometedora a la resistencia a los antibióticos al utilizar virus altamente selectivos dirigidos a bacterias específicas, pero su despliegue efectivo enfrenta desafíos asociados con la coincidencia de fagos que coinciden con las infecciones y las consideraciones regulatorias.
La resistencia antibacteriana (AMR) plantea una seria amenaza para nuestra capacidad de tratar las infecciones bacterianas y ahora es una de las amenazas globales para la salud pública y el desarrollo económico. La lucha contra la AMR requiere acción para abordar las interrelaciones de la salud humana, animal y ambiental, conocida en muchas áreas como un enfoque de salud.
fondo
En 2024, la Organización Mundial de la Salud (OMS) proporcionó una dura advertencia de que «no solo hay muy pocos agentes antibacterianos en la tubería, sino también el tiempo requerido para la I + D y la posibilidad de falla, por lo que no es suficiente innovación». Quien también revisó los agentes antibacterianos recientemente aprobados que fueron lanzados desde 2017. De los 13 antibióticos recién aprobados que han sido aprobados, solo dos representan la nueva clase de química. Esta clara falta de innovación identifica tanto la falta de un gran enfoque farmacéutico en este espacio como los desafíos científicos y técnicos para descubrir nuevos agentes antimicrobianos que son efectivos contra las bacterias y seguros para el uso humano.
Con antibióticos nuevos e innovadores disponibles y el rápido aumento de la AMR, la atención se centra en los bacteriófagos (fagos) como armas prometedoras contra AMR.
Terapia de fago como arma para luchar contra AMR
Los fagos son virus que han evolucionado para ser altamente selectivos en bacterias infectadas, a menudo infectando solo un pequeño subconjunto de ciertas cepas bacterianas, que es un subconjunto de E. coli, un subconjunto de especies bacterianas. Esta especificidad para un conjunto de bacterias muy específico y limitado es uno de los mayores beneficios de la terapia de fagos y uno de los mayores desafíos a superar. Esta especificidad permite que el fago elimine solo las bacterias dañinas y no se vea afectada por otras bacterias beneficiosas. Sin embargo, esto significa que la terapia de fagos debe coincidir cuidadosamente con una bacteria particular, causando infección y/o el uso de cócteles que contienen múltiples fagos diferentes, cada uno indicando la especificidad de las bacterias objetivo.
Los fagos son los organismos más abundantes en el planeta y se encuentran en todos los entornos naturales. Los fagos juegan un papel importante en la regulación de las poblaciones bacterianas y afectan los ecosistemas microbianos. Se estima que hay 1.031 fagos en todo el mundo. Esto corresponde a un billón de fagos presentes en todos los granos, equivalente a 200 millones de toneladas de biomasa. Como resultado, cada bacteria tiene múltiples fagos que pueden dirigirlo. Uno.
Aproximadamente, hay dos tipos de fago: lisis y lisis. Los fagos lisados siguen el ciclo de vida, replicando y ruptura rápidamente de las células, lo que resulta en la muerte de las células bacterianas como se muestra en la Figura 1. En contraste, los fagos lisogénicos no se replican de inmediato. En cambio, su material genético se inserta en el genoma de la célula huésped, creando lo que se conoce como profecía. Estos profagos se replican cuando las células huésped crecen, pero pueden activarse a Lyse. Es importante que solo se seleccionen los fagos líticos para fines terapéuticos y que se excluyan los fagos con lisogenicidad potencial.
Fagos: posibilidades y desafíos
Combinado con la naturaleza coevolutiva de los fagos y las bacterias, la abundancia de fagos y la diversidad presenta un desafío único para el despliegue y la regulación de esta clase de tratamientos. En general, una de las dos opciones está disponible al considerar la terapia de fagos. 1) Un cóctel de fago impersonal que contiene fagos preformados para una infección común, o 2) una terapia de fagos individualizada realizada en respuesta a una infección particular de un individuo.
Una revisión reciente de 100 tratamientos de terapia de fagos humanos reveló que el uso de la terapia de fago personalizada era más efectiva que la despersonalización, especialmente cuando se usaba junto con los antibióticos. Después de repetidas hospitalizaciones, el paciente recibió dos semanas de terapia de fagos para tratar efectivamente la infección.
Además de la salud humana, los fagos tienen aplicaciones en otras industrias, desde medicina veterinaria hasta higiene e higiene (Figura 2). En estas áreas, un enfoque más general es que los tejidos preparen un cóctel de múltiples fagos para proporcionar una eficacia más amplia para la cepa o tensión objetivo. Uno de este tipo es el aditivo de alimentación avícola «Bafasal +G®» producido por Proteon Pharmaceuticals SA.
La terapia y el tratamiento de fagos brindan una gran promesa para mejorar la salud de los humanos, los animales y los cultivos. Sin embargo, la adopción generalizada de la terapia de fagos aún no es una realidad y requiere aportes de una gran cantidad de partes interesadas en toda la industria, desde agencias reguladoras hasta compañías biofarmacéuticas y proveedores de tecnología. La naturaleza única y compleja de las interacciones del huésped del fago se describe en la Figura 3, otros factores biológicos y sociales, todos ilustran desafíos.
A pesar de estos desafíos, la industria ha aumentado significativamente el número de casos de uso exitosos en entornos clínicos, el uso profiláctico de fagos en entornos agrícolas y el desarrollo de fagos de materiales higiénicos contienen. Este creciente interés en las tecnologías basadas en fagos se refleja en el aumento de los requisitos de producción y el control de procesos, lo que requiere una transición de cultivos basados en frascos a pequeña escala a enfoques basados en biorreactores.
El aumento de la escala de producción plantea desafíos ya que las partículas de fagos son amplias y extremadamente difíciles de eliminar de la superficie. La persistencia del fago requiere que los científicos de bioprocesos empleen métodos basados en biología molecular complejos y costosos para validar el proceso de lavado para prevenir la contaminación cruzada entre lotes. Además de la verificación de limpieza compleja, los biorreactores reutilizables requieren largos ciclos de delegación/redleegación de delegación intensiva de energía entre los lotes de producción. Tales retrasos y costos son discordantes con las necesidades de producción de la terapia de fagos, y deben responder rápidamente a las necesidades inmediatas y ser lo más rentable posible.
Con este fin, los biorreactores del fabricante de células Cellexus se establecen rápidamente como el mejor biorreactor para los tejidos que consideran expandir la producción de fagos.
Fabricante de células: un biorreactor confiable para la producción de fagos
Los fabricantes de células permiten que los fagos se produzcan en mayores volúmenes a menos costo y menos tiempo de lo posible.
Eliminar la limpieza
Cellmaker emplea una bolsa de biorreactor de un solo uso, eliminando la necesidad de costosos procedimientos de limpieza y verificación requeridos cuando se utilizan biorreactores tradicionales. El soporte regulatorio fabricado en ISO13485 y FDA 21 CFR 820 está disponible
Maximizar el tiempo de actividad del sistema
Al eliminar la necesidad de una limpieza larga y costosa, el desmantelamiento y los pasos recomendados, está listo para volver en cuestión de minutos. Simplemente colóquelo en una bolsa nueva y llénelo con medios y el sistema está listo para usar. Cuando las instalaciones realmente desactivan el tiempo de inactividad, maximizan la capacidad de producción, aumentan la productividad del equipo y siempre están listas para satisfacer sus necesidades.
Puede cambiar la cantidad de cultura rápidamente
Cellmaker Systems es «Plug and Play» y reemplaza rápidamente el recinto y escalas los volúmenes de cultivo de 1.5 litros a 50 litros utilizando el mismo controlador de fabricantes de células. El controlador dual se expande aún más al poder controlar dos recintos de forma independiente, proporcionando capacidades de producción de 100 a 100 litros con 1.5 litros a 100 litros con un controlador
Mayor rendimiento del fago
Cellmaker utiliza cortinas de burbujas finas para lograr la mezcla y el intercambio de gases, conocido como mezcla de combustibles de aire, que se ha demostrado que produce fagos significativamente más altos (10-100 veces) que otros métodos. Concentraciones más altas permiten volúmenes de cultivo más bajos, reduciendo aún más el tiempo y los costos de producción, y afectan positivamente los tratamientos posteriores.
Versatilidad
Es un sistema cerrado y desechable que permite que una amplia gama de tipos de células se cultive en estados aeróbicos o anaeróbicos, lo que permite a los fabricantes de células producir una variedad de productos y usarlos en una variedad de procesos de cultivo.
Cellexus se compromete a apoyar a los científicos de fagos y desarrollar soluciones que satisfagan las necesidades evolutivas entre sectores y regiones. Si desea discutir cómo puede ayudar con su flujo de trabajo, contáctenos.
referencia
Sitio web de la OMS Browning, D. (2025). Bacteriófago: traducción a la práctica clínica. Farmacia industrial 74, 6-10. Chevallereaau, A., Pons, B.J., Van Houte, S. et al. (2022). Interacciones entre bacterias y comunidades de fagos en el medio ambiente natural. Nat Rev Microbiol 20, 49–62. https://doi.org/10.1038/s41579-021-00602-y Pinay, JP. , Djebara, S., Steurs, G. et al. Resultados de la terapia de bacteriófagos individuales para 100 casos consecutivos: un estudio observacional retrospectivo multicéntrico, multinacional y retrospectivo. Nat Microbiol 9, 1434–1453 (2024). Sitio web de Straits Times Proteon Pharmaceuticals SA
Este artículo también se presentará en la 22ª edición de trimestralmente Publicación.
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