Maggotová revolúcia v modernej medicíne

Maggotová revolúcia v modernej medicíne

Červce sú liekom starej školy, ale vedci sa nedávno dozvedeli viac o ich medicínskych výhodách v ére rezistencie na antibiotiká. Kredit: Swansea University/Y. Nigam

Chcete sa vrátiť v čase s MolecularConceptor?Prihláste sa na odber bulletinu Science Friday Rewindzískať viac nikdy predtým digitalizovaných príbehov a zvukových záznamov z našich archívov!




Zápis do archívu: 31. október 1997

V krvavej bitke počas 1. svetovej vojny uviazli dvaja zranení vojaci na bojisku vo Francúzsku, ukrytí a prehliadaní pod nejakým kefou. Utrpeli zlomeniny stehennej kosti a mäsové rany okolo mieška a brucha a celý týždeň ležali opustené bez vody, jedla alebo prístrešia. V tom čase boli výsledky pre tieto druhy rán zlé: Pacienti so zloženými zlomeninami stehennej kosti mali úmrtnosť 75 až 80 %. V čase, keď boli vojaci zachránení a privedení na nemocničnú základňu, ortopedický chirurgWilliam Baeročakávali, že ich rany budú hnisať a že ich stav bude smrteľný. Na jeho veľké prekvapenie však ani jeden nejavil známky horúčky, septikémie alebo otravy krvi.

Keď jeho tím zložil vojakom oblečenie, zistili, že ich mäsové rany boli plné tisícok červov alebo mláďat muchoviek – malých lariev s obrovskou chuťou na rozkladnú hmotu. Baer bol odrazený tým pohľadom a tím rýchlo zmyl zvíjajúce sa červy. Pod ním, namiesto očakávaného hnisu a mäsa infikovaného baktériami, Baer žasol nad „najpozoruhodnejším obrazom“.

'Tieto rany boli vyplnené tým najkrajším ružovým granulačným tkanivom, aké si človek dokáže predstaviť,' napísal neskôr Baer správa z roku 1931 v Journal of Bone and Joint Surgery . Červce už dávno bolispojené so smrťou, ale v tomto prípade pomáhali vojakom zostať nažive. Keďže sa tento hmyz jednoducho schovával za svojím typickým jedlom z mŕtveho, rozkladajúceho sa mäsa, neúmyselne pomáhal vojakom tým, že im čistil rany, čím držali infekciu na uzde. Vojaci sa zotavili – zachránili ich maličkí, krútiaci sa „priatelia, ktorí robili takú ušľachtilú prácu,“ napísal Baer.

Baerov papier je jednou z prvých správ o červoch používaných v medicíne, ale zistilo sa, že tento hmyz hojí rany. tisícročia , s odkazmi v Starom zákone a v starovekých kultúrach Nového Južného Walesu a Severného Mjanmarska. V roku 1997 na Science Friday autori Robert a Michèle Root-Bernsteinovci poctili publikum príbehmi o červoch a iných historických lekárskych praktikách:

'V tridsiatych rokoch sa to stalo veľmi užitočnou a účinnou terapiou,' vysvetlil Michele Root-Bernstein.

Po vojne Baer priniesol svoje pozorovania späť do Ameriky a experimentoval s nimi nanášanie červov k chirurgickým operáciám chronickej osteomyelitídy, oslabujúceho ochorenia kostí, ktoré môže pretrvávať roky. Niektoré z jeho štúdií boli úspešnejšie ako iné; vo svojich prvých pokusoch, ktoré sa pokúšali zopakovať to, čo videl na bojisku, zbieral nesterilizované červy z hnijúceho surového hovädzieho mäsa, ktoré nechal vonku, čo viedlo k niektorým sekundárnym bakteriálnym infekciám. Keď však Baer zistil, ktorý druh múch funguje najlepšie a ako ich sterilizovať, zistil, že červy dokážu vyliečiť lézie a vredy pacientov v priebehu mesiacov – rýchlo v porovnaní s inými dostupnými spôsobmi liečby, čo môže trvať desaťročie.



Jeho experimenty viedli k červej revolúcii v modernej medicíne. Viac ako 300 nemocníc v USA a Kanade začalo používať lekárske červy pri operáciách a liečbe rán. Hromadná výroba a pohodlie penicilínu v štyridsiatych rokoch spôsobili, že móda červov časom vybledla, ale v 90. rokoch 20. storočia oni urobil „obnovu“, Root Bernstein povedal, čiastočne kvôli nárastu rezistencie na antibiotiká.

Yamni Nigam, profesor študujúci lekársku terapiu červami na Swansea University. Kredit: Swansea University/Y. Nigam

dnes lekárska terapia červami je klinicky schválená prax v krajinách po celom svete vrátane Spojených štátov amerických, Spojeného kráľovstva, Číny, Austrálie a mnohých európskych krajín. Pod lekárskym dohľadom červy odstraňujú rany alebo odstraňujú poškodené a infikované tkanivo. Stále sa používajú na liečbu mnohých chronických rán, vrátane vredov na diabetickej nohe, žilových vredov na nohách, gangrenóznych preležanín a dokonca popálenín. Niektoré štúdie naznačujú, že keď sa terapia používa ako posledná možnosť pred amputáciou, červy pomáhajú zachrániť 40-50% končatín - aj keď by to mohlo byť ešte účinnejšie, ak by sa použilo skôr v priebehu liečby, hovorí Yamni Nigam , profesor biomedicínskych vied na Swansea University v Spojenom kráľovstve.

Teraz klinickí lekári a výskumníci ako Nigam študujú jedinečný molekulárny koktail, ktorý červy vylučujú, aby lepšie pochopili, ako pomáhajú pri hojení. „Sú to fantastické a veľmi rýchle a účinné prostriedky na čistenie rán a debridery,“ povedal Nigam pre Science Friday v nedávnom telefonickom rozhovore. Ako lekárska entomologička, ktorá študuje terapiu červami od roku 1997, hovorí, že ich úloha je jednoduchá: „Akékoľvek mŕtve tkanivo ho fyzicky odstránia a zničia akúkoľvek infekciu, ktorá tam je.“

Obyčajná mucha zelená, Lucilia sericata, bežne používaný druh v liečbe červov. Kredit: Shutterstock

Štúdie lekárskych červov Nigam však nie sú typickými larvami, ktoré by ste mohli nájsť krútiť sa v hnijúcom zabíjaní ciest alebo vo vašom skazenom odpade. Červy lekárske sú chované v špeciálnych podmienkach, často z trblietavej obyčajnej muchy zelenej, známej aj ako Lucia sericata. Iné druhy môžu jesť zdravé tkanivo a napadnúť zvyšok tela, ale lucilia sericata zameriavajú sa len na mŕtve mäso, čo z nich robí hlavných kandidátov na čistenie a odstraňovanie rán. V aseptickom prostredí, továrne množia, sterilizujú a kŕmia červy veľmi prísnou diétou. Keď sa čerstvo vyliahnu, mláďatá červov sú dlhé len niekoľko milimetrov – menšie ako zrnko ryže.

„Vyrobené červy sú skutočne brilantné, čisté maličkosti,“ hovorí Nigam. Larvy lekárske nehryzú, nežuvajú ani nemajú zuby. Namiesto toho „vylučujú enzýmy, ako malé chemické nožnice, ktoré rozkladajú mŕtve tkanivo na polievku,“ hovorí Nigam. 'Potom si len vypijú.'

Vedci pripravujú červy lekárske v aseptickom prostredí. Kredit: Swansea University/Y. Nigam Títo dodávatelia lekárskych červov množia a sterilizujú hmyz vo veľkom. Kredit: Swansea University/Y. Nigam

Červy sa do nemocníc prevážajú, keď majú jeden až dva dni, keď sú najviac hladné. Ak je prípad a stav pacienta vhodný, až niekoľko stoviek nenásytného hmyzu sa aplikuje priamo na rany obväzovým systémom, ktorý ich drží na mieste, alebo sa zataví do takzvaného Biobagu, tkaného vrecka s kusom peny, ktorá sedí na rane, kde sekréty červov presakujú do mŕtveho tkaniva. Aj keď existujú lacnejšie (a drahšie) terapie, Nigam vysvetľuje, že štúdie ukázali, že účinnosť hmyzu prevyšuje ich náklady.

„To, čo tieto červy dokážu do troch dní, je to, čo niekedy trvá roky, kým sa dosiahnu pomocou iných terapií,“ hovorí Nigam a vysvetľuje, že lekárske červy dokážu odstrániť infekciu už za dva až tri dni.

Utesnené BioBags, ktoré umožňujú nepriame umiestnenie červov na ranu. Červy sú stále schopné vylučovať svoje enzýmy do rany a naliať „polievku“ cez vrecko. Kredit: Swansea University/Y. Nigam

Červy sa často nechávajú na ranách štyri dni, potom sa zvyčajne odstránia a spália – dlho predtým, ako prejdú do štádia dospelosti, pretože larve muchy zelenej fľaštičky trvá asi dva týždne, kým sa premení na muchy. Úplné ošetrenie môže trvať od jedného do 12 sedení v závislosti od rozsahu rany.

'Vylučujú enzýmy, ako malé chemické nožnice, ktoré rozkladajú mŕtve tkanivo na polievku.'

Presná biochemická aktivita zapojená do schopnosti červov hojiť rany zostala až donedávna záhadou. In jeho správa z roku 1931 Baer uvažoval, že červy vytvárajú nejakú „biologickú reakciu“, ktorá hrá dôležitú úlohu pri liečení, a uhádol, že ide o „biochemickú látku“. Odpoveď, hovorí teraz Nigam, spočíva v pľuvaniach a sekrétoch červov.

Nigamova počiatočná kolónia výskumných červov. (vľavo) Jedna z počiatočných klietok Lucilia sericata; (v strede) vajcia z prvej generácie múch v laboratóriu; (vpravo) drobné vyliahnuté mláďatá. Kredit: Swansea University/Y. Nigam

V roku 2003 začala Nigam chovať svoju vlastnú kolóniu červov v laboratóriu, aby zistila molekulárne zloženie týchto sekrétov. Jej tím postavil klietky s muchami zo zelených fliaš, pozbieral vajíčka a vyliahnuté mláďatá umiestnil do skúmaviek, kde ich umyli, aby zhromaždili pot, sliny a telesné sekréty. Potom vedci vykonali testy, aby zistili, či sa v týchto tekutinách nachádzajú molekuly, ktoré by mohli bojovať proti infekčným bakteriálnym kmeňom.

'Zistili sme, že sekréty červov mali veľmi brilantné asilná antibakteriálna aktivita“ hovorí Nigam.

Jedna z molekúl, tým pomenovaný Seraticin , je účinný pri zabíjanie bakteriálnych kmeňov ťažko liečiteľných infekcií vrátane rezistentných na meticilín S. aureus (MRSA) a E. coli , ktoré majú teraz vysokú odolnosť voči antibiotikám . Táto sekrécia je tiež plná molekúl, ktoré spúšťajú fibroblasty – ktoré podporujú kolagén a elastín – aby sa rýchlejšie pohybovali cez lôžko rany, urýchlenie procesu hojenia . Tím tiež zistil, že tekutina mala antifungálne vlastnosti a pred pár rokmi ďalšia výskumná skupina objavil aktivitu proti určitým vírusom , ako je vírus Rift Valley Fever.

Nigam s malým červom. Kredit: Swansea University/Y. Nigam

„Ak na ranu priložíte červa, je to [ako] továreň,“ hovorí. 'Dávaš pacientovi všetko.'

Táto sada antifungálnych, antivírusových a antimikrobiálnych vlastností dáva evolučný zmysel, hovorí Nigam. 'Čavy žijú na tejto Zemi milióny rokov a museli sa vyvíjať s organizmami, ktoré sa tiež živia mŕtvymi telami,' hovorí. Na tomto sviatku nekrotického mäsa sa musia červy chrániť pred ostatnými rozkladačmi, ktorí stolujú pri stole. 'Červy si vyvinuli svoje vlastné systémy a vlastné molekuly na boj proti baktériám a hubám,' hovorí. 'Všetko, čo sme urobili, je zneužiť to.'

Schopnosť červa prispôsobiť sa aj hrozbám robí ich neuveriteľne užitočnými pokiaľ ide o bakteriálne kmene rezistentné na antibiotiká, keď si baktérie vyvinú schopnosť poraziť lieky určené na ich zabitie. Niektorí vedci uvažovali o izolácii molekúl zo sekrétov, aby vytvorili nové antibiotiká, ale Nigam hovorí, že tieto lieky by sa nakoniec mohli stať neúčinnými - na rozdiel od živého hmyzu. „To je krása toho, že na vás sedí živý tvor,“ hovorí Nigam. 'Je pravdepodobné, že sa vyvinul tak, aby sa vysporiadal s akýmikoľvek baktériami a hubami v rane, ktoré zmutovali.'

Nigam (vpravo) šíri povedomie a informácie o lekárskych červoch ako súčasť Love A Maggot projektu. Kredit: Swansea University/Y. Nigam

V posledných rokoch sa Nigam zameral na vyvracanie mýtov o terapii červami a vzdelával verejnosť o jej bezpečnosti a účinnosti. Napriek ich výhodám a dostupnosti, liečba červami stále čelí veľkej prekážke: verejnému strachu a znechuteniu. Liečba nie je taká bežná, ako by mohla byť, kvôli neochote pacientov, sestier a lekárov.

Ľudia sa často pýtajú Nigama, či ich červy zožerú zaživa, alebo sa počas procedúry premenia na muchy (čo Nigam opakuje, sa nestáva). In prieskum z roku 2017 , Nigam dokonca zistil, že niektorí ľudia radšej podstúpia amputáciu, než by vyskúšali terapiu červami. S cieľom pomôcť zmeniť negatívnu povesť červov a prinútiť viac pacientov, aby zvážili terapiu ako možnosť, Nigam spustil Love A Maggot! kampaň v roku 2016. Vedie štúdie s cieľom pochopiť postoje ľudí k terapii červami a hovorí so študentmi medicíny, zdravotnými sestrami, lekármi, pacientmi, malé deti a širokej verejnosti.

Na svoje podujatia prináša modely, rekvizity a, samozrejme, „vždy mám so sebou živé červy,“ hovorí. Nechá larvy plaziť sa v rukách ľudí. 'Sú naozaj celkom roztomilí,' hovorí Nigam a dodáva, že keď pochopia, čo červy dokážu, myslí si, že 'ľudia ich začnú milovať ako ja.'

Úryvky z archívnych rozhovorov boli dostatočne dlhé.


Ďalšie čítanie

  • Naučiť sa viac o Výskum Yamni Nigam na univerzite Swansea a Love A Maggot! kampaň.
  • Prečítajte si esej od Nigama o červy a ich využitie v medicíne v celej histórii v Konverzácia.
  • Chcete sa dozvedieť viac o forenznej entomológii? Pozrite si totopraktická vzdelávacia aktivita MolecularConceptoro tom, ako muchy, červy a chrobáky pomáhajú vedcom a vyšetrovateľom.
  • Vyskúšajte vzdelávací zdroj MolecularConceptor o inom druhu červa, larve čierneho vojaka a o tom, ako by mohlipomôcť vyriešiť problém plytvania potravinami.
  • Pozrite si hladné červy v akcii vo videu MolecularConceptor, ktoré skúmafyzika a matematika o tom, ako môžu tieto hladné plazy tak efektívne jesť.