Journal of microbiology, epidemiology and immunobiologyJournal of microbiology, epidemiology and immunobiologyЖурнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии0372-93112686-7613Central Research Institute for Epidemiology49910.36233/0372-9311-2019-6-79-85REVIEWSОБЗОРЫReview ArticleBacteriophages and the immune system of the macroorganismБактериофаги и иммунная система макроорганизмаhttps://orcid.org/0000-0001-7068-4071IvanovаI. A.ИвановаИ. А.
Russian Federation

Inna A. Ivanova, Phd (Biology), Leading Researcher with Acting Head of the Immunology Laboratory Particularly Dangerous Infections, Rostov-on-Don, 344002, Russia

Иванова Инна Александровна, канд. биол. наук, ведущий научный сотрудник с врио зав. лабораторией иммунологии особо опасных инфекций, 344002, г. Ростов-на-Дону, Россия

ivanova_ia@antiplague.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4770-5994TrufanovaA. A.ТруфановаА. А.
Russian Federation

Rostov-on-Don, 344002, Russia

344002, г. Ростов-на-Дону, Россия

https://orcid.org/0000-0002-1103-4244FilippenkoA. V.ФилиппенкоА. В.
Russian Federation

Rostov-on-Don, 344002, Russia

344002, г. Ростов-на-Дону, Россия

https://orcid.org/0000-0002-7503-9183BespalovaI. A.БеспаловаИ. А.
Russian Federation

Rostov-on-Don, 344002, Russia

344002, г. Ростов-на-Дону, Россия

https://orcid.org/0000-0001-5208-7724OmelchenkoN. D.ОмельченкоН. Д.
Russian Federation

Rostov-on-Don, 344002, Russia

344002, г. Ростов-на-Дону, Россия

Federal State Health Institution the Rostov-on-Don Research Institute for Plague Control of the Federal Service on Consumer Rights Protection and Human Welfare SupervisionФКУЗ «Ростовский-на-Дону противочумный институт» Роспотребнадзора1612201996679841612201916122019Copyright ©; 2019, Ivanovа I.A., Trufanova A.A., Filippenko A.V., Bespalova I.A., Omelchenko N.D.Copyright ©; 2019, Иванова И.А., Труфанова А.А., Филиппенко А.В., Беспалова И.А., Омельченко Н.Д.2019Ivanovа I.A., Trufanova A.A., Filippenko A.V., Bespalova I.A., Omelchenko N.D.Иванова И.А., Труфанова А.А., Филиппенко А.В., Беспалова И.А., Омельченко Н.Д.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://microbiol.crie.ru/jour/article/view/499

Due to the emergence of antibiotic-resistant strains of bacteria in recent years, the treatment and prevention of various infections with bacteriophages have again become an important area of research. However, when using phages for this purpose, it is necessary to take into account the immune responses of a macroorganism to their introduction. The data about impact of bacterial viruses on the innate and adaptive immunity system of mammals in available literature are few and contradictory. This issue requires further detailed study, especially in the development of new therapeutic and prophylactic biological products based on bacteriophages.

В связи с появлением в последние годы антибиотикорезистентных штаммов бактерий лечение и профилактика различных инфекций бактериофагами вновь стали актуальным направлением исследований. Однако при использовании фагов в этих целях необходимо учитывать иммунные ответы макроорганизма на их введение. Сведения о влиянии бактериальных вирусов на систему врождённого и адаптивного иммунитета млекопитающих в доступной литературе немногочисленны и противоречивы. Этот вопрос требует дальнейшего детального изучения, особенно при разработке новых лечебно-профилактических биопрепаратов на основе бактериофагов.

reviewbacteriophagesimmune systeminnate and specific immunitytherapypreventionобзорбактериофагииммунная системаврождённый и специфический иммунитеттерапияпрофилактикаВОЗ. Устойчивость к противомикробным препаратам. Информационный бюллетень. Available at: https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/antimicrobial-resistanceЗуева Л.П., Асланов Б.И., Акимкин В.Г. Современный взгляд на роль бактериофагов в эволюции госпитальных штаммов и профилактике инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2014; (3): 100-7.Топчий Н.В., Топорков А.С. Бактериофаги в лечении острых кишечных инфекций. Медицинский совет. 2015; (8): 74-81.Алсынбаев М.М., Медведев Ю.А., Туйгуно М.М. Биопрепараты и ведущие направления их лечебно-профилактического применения. Уфа; 2008.Красильников И.В., Лобастова А.К., Лыско К.А. Краткий обзор современного состояния и перспективных направлений развития производства и применения лечебно-профилактических препаратов бактериофагов. Вестник биотехнологии. 2010; (2): 28-33.Duerkop B.A., Hooper L.V. Resident viruses and their interactions with the immune system. Nat. Immunol. 2013; 14(7): 654-9. Doi: https://doi.org/10.1038/ni.2614Domingo-Calap Р., Delgado-Martínez J. Bacteriophages: protagonists of a post-antibiotic era. Antibiotics (Basel). 2018; 7(3): 66. Doi: https://doi.org/10.3390/antibiotics7030066Бехтерева М.К., Иванова В.В. Место бактериофагов в терапии инфекционных заболеваний желудочно-кишечного тракта. Consilium medicum. Педиатрия. 2014; (2): 24-9.Катер Э., Сулаквелидзе А. Бактериофаги: биология и практическое применение. М.: Научный мир; 2012.Пагава К.И., Гачечиладзе К.К., Коринтели И.А., Дзулиашвили М.Г., Алавидзе З.И., Хойле Н. и др. Что происходит при пероральном приеме бактериофага ребенком? Georgian Medical News. 2011; (7-8): 101-5.Duerr D.M., White S.J., Schluesener H.J. Identification of peptide sequences that induce the transport of phage across the gastrointestinal mucosal barrier. J. Virol. Methods. 2004; 116(2): 177-80. Doi: https://doi.org/10.1016/j.jviromet.2003.11.012Hamzeh-Mivehroud M., Mahmoudpour A., Rezazadeh H., Dastmalchi S. Non-specific translocation of peptidedisplaying bacteriophage particles across the gastrointestinal barrier. Eur. J. Pharm Biopharm. 2008; 70(2): 577-81. Doi: https://doi.org/10.1016/j.ejpb.2008.06.005Кaur T., Nafissi N., Wasfi O., Sheldon K., Wettig S., Slavcev R. Immunocompatibility of bacteriophages as nanomedicines. J. Nanotechnol. 2012; (l): 1-13. Doi: https://doi.org/10.1155/2012/247427Górski A., Dąbrowska K., Międzybrodzki R., Weber-Dąbrowska B., Łusiak-Szelachowska M., Jończyk-Matysiak E., et al. Phages and immunomodulation. Future Microbiol. 2017; 12(10): 905-14. Doi: https://doi.org/10.2217/FMB-2017-0049Flaherty J.E., Harbaugh B.K., Jones J.B., Somodi G.C. H-mutant bacteriophages as a potential biocontrol of bacterial blight of geraniums. Hortscience. 2001; 36: 90-100. Doi: https://doi.org/10.21273/hortsci.36.1.98Górski A., Międzybrodzki R., Borysowski J., Dabrowska К., Wierzbicki P., Ohams M., et al. Phage as a modulator of immune responses: practical implications for phage therapy. Adv. Virus Res. 2012; 83: 41-71. Doi: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-394438-2.00002-5Maciejewska B., Olszak Т., Drulis-Kawa Z. Applications of bacteriophages versus phage enzymes to combat and cure bacterial infections: an ambitious and also a realistic application? Appl. Microbiol. Biotechnol. 2018; 102(6): 2563-81. Doi: https://doi.org/10.1007/s00253-018-8811-1Merril C.R., Scholl D., Adhya S.L. The prospect for bacteriophage therapy in Western medicine. Nat. Rev. Drug Discov. 2003; 2(6): 489-97. Doi: https://doi.org/10.1038/nrd1111Арефьева Н.А., Азнабаева Л.Ф., Ворошилова Н.Н., Султанов Н.М. Сравнительное изучение влияния способов лечения на состояние местного иммунитета слизистых оболочек носа больных хроническим гнойным риносинуситом. Фундаментальные исследования. 2007; (4): 49.Лазарева Е.Б. Бактериофаги для лечения и профилактики инфекционных заболеваний. Антибиотики и химиотерапия. 2003; 48(1): 36-40.Przerwa A., Zimecki М., Switała-Jeleń К., Dabrowska K., Krawczyk E., Łuczak M., et al. Effects of bacterio phages on free radical production and phagocytic functions. Med. Microbiol. Immunol. 2006; 195(3): 143-50. Doi: https://doi.org/10.1007/s00430-006-0011-4Ильина Т.С. Структурная организация и механизмы перемещений генных кассет, кодирующих резистентность к антибиотикам и факторы вирулентности бактерий. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2001; (1): 3-12.Карабелеш Е.Е., Ткаченко С.А., Панкратов С.М., Демедюк О.И. Применение бактериофагов, как концепция лечебного и профилактического направления в медицине. Актуальные проблемы транспортной медицины. 2008; 1(11): 135-9.Mills S., Shanahan F., Stanton C., Hill C., Coffey A., Ross RP. Movers and shakers: influence of bacteriophages in shaping the mammalian gut microbiota. Gut. Microbes. 2013; 4(1): 4-16. Doi: https://doi.org/10.4161/gmic.22371Maes M., Kubera M., Leunis J., Berk M. Increased IgA and IgM responses against gut commensals in chronic depression: Further evidence for increased bacterial translocation or leaky gut. J. Affect. Dis. 2012; 141(1): 55-62. Doi: https://doi.org/10.1016/j.jad.2012.02.023Tetz G.V., Ruggles K.V., Zhou H. et al. Bacteriophages as potential new mammalian pathogens. Sci. Rep. 2017; 7(1): 7043. Doi: https://doi.org/10.1038/s41598-017-07278-6Бондаревич Н.В., Новик Г.И. Бактериофаги и иммунный ответ организма человека. Вестник национальной академии наук Белоруссии. Серия медицинские науки. 2015; (2): 112-6.Чушков Ю.В. Бактериофаги в лечении и профилактике инфекционных заболеваний. Фарматека. 2011; (6): 34-41.Górski A., Ważna E., Dąbrowska B.W., Dabrowska К. Bacteriophage translocation. FEMS Immunol. Med. Microbiol. 2006; 46(3): 313-9. Doi: https://doi.org/10.1111/j.1574-695X.2006.00044.xАлешкин В.А., Новикова Л.И., Бочкарева С.С., Алешкин А.В., Ершова О.Н., Киселева И.А. и др. Проблема антифагового иммунного ответа при энтеральной фаготерапии. В кн.: Материалы научно-практической конференции «Диагностика и профилактика инфекционных болезней на современном этапе». Новосибирск; 2016.Дарбеева О.С., Жиленков Е.Л. Бактериофаги. В кн.: Лабинская А.С., ред. Общая и санитарная микробиология с техникой микробиологических исследований. М.; 2004.Hodyra-Stefaniak K., Miernikiewicz P., Drapała J., Drab M., Jończyk-Matysiak E., Lecion D., et al. Mammalian Host-Versus-Phage immune response determines phage fate in vivo. Sci. Rep. 2015; 5: 14802. Doi: https://doi.org/10.1038/srep14802Hangartner L., Zinkernagel R.M., Hengartner H. Antiviral antibody responses: the two extremes of a wide spectrum. Nat. Rev. Immunol. 2006; 6(3): 231-43. Doi: https://doi.org/10.1038/nri1783Fischetti V.A. Bacteriophage endolysins: a novel anti-infective to control gram-positive pathogens. Int. J. Med. Microbiol. 2010; 300: 357-62. Doi: https://doi.org/10.1016/j.ijmm.2010.04.002Бочкарева С.С., Алешкин А.В., Ершова О.Н., Новикова Л.И., Афанасьев С.С., Киселева И.А. и др. Иммунологические аспекты фаготерапии инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи, в отделении нейрореанимации. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2017; (4): 42-8.Borysowski J., Dabrowska K., Ohams M. The Response of the Immune System to Phage: Potential Associations with Phage Therapy. Bacteriophages and Probiotics – Alternatives to Antibiotics. Tbilisi, Georgia; 2012.Stagg J.A., Hart A.L., Knight S.C., Kamm M.A. Microbial-gut interactions in health and disease. Interactions between dendritic cells and bacteria in the regulation of intestinal immunity. Best Pract. Res. Clin. Gastroenterol. 2004; 18(2): 255-70. Doi: https://doi.org/10.1016/j.bpg.2003.10.004Алешкин А.В., Воложанцев Н.В., Светоч Э.А., Алешкин В.А., Афанасьев С.С., Борзилов А.И. и др. Бактериофаги как пробиотики и средства деконтаминации пищевых продуктов. Астраханский медицинский журнал. 2012; (3): 31-9.Старкова О.М., Одегова Т.Ф., Главатских И.А. Определение емкости рынка бактериофагов на региональном уровне. В кн.: Фармация на современном этапе – проблемы и достижения. Часть 1. М.; 2000: 133-5.Stern A., Sorek R. The phage-host arms race: Shaping the evolution of microbes. Bioеssays. 2010; 33(1): 43-51. Doi: https://doi.org/10.1002/bies.201000071Cerveny K.E., Depaola A., Duckworth D.H., Gulig P.A. Phage therapy of local and systemic disease caused by Vibrio vulnificusin iron-dextran-treated mice. Infect. Immun. 2002; 70: 6251-62. Doi: https://doi.org/10.1128/iai.70.11.6251-6262.2002Nilsson A.S. Phage therapy – constraints and possibilities. Ups. J. Med. Sci. 2014; 119(2): 192-8. Doi: https://doi.org/10.3109/03009734.2014.902878