PHAGEN THERAPIE - VOM LABOR ANS KRANKENBETT - BFR FORUM VERBRAUCHERSCHUTZ BAKTERIOPHAGEN
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Phagen Therapie – vom Labor ans Krankenbett BfR Forum Verbraucherschutz Bakteriophagen Harald Brüssow KU Leuven Universität, Belgien
Ein attraktives Laborkonzept: Infektion von bakteriellen Krankheitserregern mit Viren Escherichia coli infiziert mit T4 Phagen Microbe 2, 341
Die Herausforderung: Durchfallserkrankungen von Kleinkindern in Entwicklungsländern Dhaka/ Bangladesch: der Welt grösstes Durchfalls-Forschungszentrum
Problem 2: Phagen sind nicht nur Spezies- spezifisch (Vorteil über Antibiotika), sondern Serotype-spezifisch (über 100 O Serotypen in E. coli) Problem 1: mehrere bakterielle Durchfallserreger (Vibrio cholerae, Shigella, E. coli), dazu noch Rotaviren
Vom Ausgangsmaterial Stuhl über Phagen Isolierung zur Phagen Produktion Stuhl als Phagen Quelle Phagen auf JB 186, 8287 Bakterienrasen: K803 Vermehrung in Fermentern R/M-; O-; φ-; seq MALDI-TOF Reinigung und Analyse AEM 80, 1469 Metagenom: Virol 434, 222
Das russische Vergleichsprodukt von Microgen Analyse mittels Metagenom zwei unterschiedliche Konzepte: Sequenzierung *Cocktail von T4 Phagen *Cocktail von >12 Phagen Gruppen Virol 443, 187
A 7 T7 6 Phagenvermehrung im Darm 5 von Mäusen: log [pfu/g] 4 Pharmakokinetik- und 3 Sicherheits-Studien 2 Keimfrei 1 0 0 5 10 15 20 25 30 Time [hours] T4 B 9 12 11 8 10 log [pfu/g] 7 MC log [pfu/g] 9 8 6 7 E. coli 5 6 besiedelt 5 4 GF 4 3 3 0 5 10 15 20 25 Time [hours] 2 1 0 4 6 8 11 24 30 48 144 168 Virol 393,16 Time [hours]
Sukzessive Sicherheitsstudien Metagenom Sequenzierung der Phagencocktails + Bioinformatik Analyse Tierversuch Sicherheitstest in der Schweiz (gesunde Erwachsene) Sicherheitstest in Bangladesch (gesunde Erwachsene) Sicherheitstest in Bangladesch (gesunde Halbwüchsige) Sicherheitstest in Bangladesch (gesunde Kinder) Sicherheitstest in Bangladesch (Kinder mit Durchfall) AAC 48, 2558; AAC 49, 2874; Virol Es wurden keine Sicherheitsbedenken in der Verwendung beider 434, 222; EMI 19, 237; EBioMed 4, 124 Phagen Produkte gefunden
Pharmakokinetik von oral verabreichten Phagen im Stuhl von gesunden Probanden 100 90 High 80 Low 70 Placebo 60 % 50 40 30 20 10 0 0 1 2 3 4 5 6 7 Days Oraler Phage Oraler Phage hatte keinen negativen Einfluss AAC 49,2874 auf Darmmikrobiota Zusammensetzung EMI 19, 237
Plazebo-kontrollierter, randomisierter doppelt-blind Versuch in Diarrhö Patienten Geplant: Lausanne Sicherheitstest Wirksamkeitstest Labor nach 75 Patienten nach 375 Patienten T4 Phage Microgen Phage Plazebo Orale Phage sind sicher in Diarrhö Patienten Der klinische Test wurde bezahlt von: EBioMed 4, 124 Interimanalyse nach 120 Patienten
Probleme mit der Rekrutierung von informativen Patienten Ausschluss von ungeeigneten Patienten (andere Erreger) Zeitaufwendige E. coli Erreger Diagnostik
Kein Behandlungserfolg auf objektive Durchfallsparameter gegenüber Standardtherapie Phagendurchtritt, aber keine EBioMed 4, 124 Phagenvermehrung
Randomisierte Patienten waren vergleichbar zum Therapiebeginn: Auch kein Behandlungseffekt in der Untergruppe der E.coli-positiven Patienten: EBioMed 4, 124
Stuhlmikrobiom Analyse zeigte wenig E. coli, aber eine massive Streptokokken Vermehrung EBioMed 4, 124 Streptokokken korrelierten mit Stuhlmenge und Diarrhö Verlauf lt - E T E C 10 9 8 7 6 c fu /g 5 4 3 2 1 0 -1 H D 01 D 02 D 03 D 04 D 05 D 21
Die Genom Analyse von Stuhl Streptokokken zeigten * S. bovis Arten, * Kommensale des Dünndarms, • Ohne Virulenz Gene • Darm Mikrobiom Dysbiose S6 S5 S1 S5 S3 pyo mac gal. inf. pas. equ sal. the. . . . EBioMed 4, 124
Fehleranalyse: Der Darm ist ein schwieriges Versuchsfeld für Phagentherapie, • Unzugänglich (invasive Probennahme bei Durchfall ethisch nicht zulässig), • Orale Phagen müssen gegen Säureeinwirkung bei Magenpassage geschützt werden • Rolle von E. coli bei Durchfall zunehmend angezweifelt • Bei E.coli Durchfall ist die Erregerkonzentration eventuell unterhalb der Phagen Replikationsschwelle • Tierexperimente zeigten, dass Phagen-Bakterien Interaktionen im Darm stark von Laborbedingungen abweichen • Phagentherapie aus unserer Sicht: • Bedarf nach mehr Grundlagenforschung • von der Laborbank ans Krankenbett und wieder zurück zum Tiermodell • Definition geeigneter Infektionen mittels mikrobiologischer Auswertung von Fallstudien (belgisches Modell)
Danksagung Am icddr,b: S. A. Sarker (PI), S. Sultana, S. Huq, K. A. Talukder, F. Qadri, A. Cravioto Am NRC: G. Bourdin, J. Sidoti, A. Bruttin, M. Weiss, S. Chenouffi-Chibani, S. Zuber, G. Reuteler, F. Charton, S. McCallin, S. Kieser, B. Berger, C. Barretto, C. Ngom-Bru, M. Delley, A.-C. Pittet, O. Sakwinska …und den Kindern von Bangladesch, die an den Versuchen teilnahmen
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