T-fagen zijn virussen dat zijn bacteriofagen die gespecialiseerd zijn om alleen de darm van Escherichia coli te infecteren bacteriën (colifagen). Er zijn zeven verschillende bekende soorten, aangeduid met T7 tot T1, waarvan de even genummerde soorten door bepaalde gemeenschappelijke kenmerken worden onderscheiden van de oneven genummerde soorten. In het lichaam worden T-fagen meestal herkend door de immuunsysteem buiten het lichaam zijn ze bedoeld om bepaalde te produceren enzymen en voor andere doeleinden.
Wat zijn T-fagen?
T-fagen behoren tot de virussen die gespecialiseerd zijn in aanvallen bacteriën en worden daarom macrofagen of gewoon fagen genoemd. Elk type faag is gespecialiseerd om een specifieke bacterie te infecteren. De T-fagen met de staart (de T is afgeleid van de Engelse 'staart') zijn gericht op het infecteren van de darmbacterie Escherichia coli. De 7 bekende T-fagen, aangeduid als T1 tot T7, behoren tot de drie families siphovirussen (T1, T5), podovirussen (T3, T7) en myovirussen (T2, T4, T6). De even genummerde en oneven genummerde T-fagen onderscheiden zich elk door een aantal gemeenschappelijke kenmerken. T-fagen worden gekenmerkt door een complexe structuur. De belangrijkste componenten zijn de basisplaat, het injectieapparaat en hoofd Op de basisplaat bevinden zich zogenaamde spikes, waarmee de faag zich aan de bacteriewand kan hechten en deze kan doorboren. Het injectieapparaat bestaat uit een samentrekkende buis waardoor het DNA van de faag in de colibacterie wordt "geschoten". Het dubbelstrengs DNA bevindt zich in de hoofd van de T-faag en wordt, na koppeling met de bacterie, door de samentrekkende buis van het injectie-apparaat getransporteerd naar het inwendige van de colibacterie. Nadat infectie is opgetreden, zijn de delen van de T-faag die aan de buitenkant van de envelop achterblijven niet meer nodig en komen ze weer los van de bacteriële wand.
Voorkomen, verspreiding en kenmerken
T-fagen worden, net als andere fagen, meestal gevonden waar bacteriën worden ook gevonden. In rioolwater en stilstaand water, waar normaal gesproken een enorm grote en gedifferentieerde associatie van bacteriën is, komen bacteriofagen ook voor in even overvloedige en gedifferentieerde vormen. Vergelijkbare omstandigheden worden zelfs aangetroffen in de extreem schoon oceanen. In het menselijk lichaam zijn T-fagen voornamelijk te vinden op plaatsen die zijn gekoloniseerd door colibacteriën. Bij gezonde mensen met een intact immuunsysteem, dit is voornamelijk het spijsverteringskanaal T-fagen die in de bloedbaan terechtkomen, worden herkend door de immuunsysteem en veroorzaken een immuunrespons die leidt tot de vernietiging van de fagen. Er is nauwelijks direct gevaar voor infectie met T-fagen, aangezien het geen ziekte is kiemen in hun eigen recht. Met een navenant zwakke immuunafweer is het alleen denkbaar dat T-fagen een gevoelige verdunning van de colibacteriën in de darmflora T-fagen die voor therapeutische doeleinden worden gebruikt, kunnen worden gevriesdroogd zonder hun fysiologische eigenschappen te verliezen.
Belang en functie
T-fagen, die uitsluitend colibacteriën kunnen infecteren en doden, spelen slechts een ondergeschikte rol in het menselijk lichaam. Echter gericht gebruik tegen pathogene colibacteriën buiten de spijsverteringskanaal zou denkbaar zijn. in tegenstelling tot antibiotica, die een breed spectrum effect hebben, dwz ze vernietigen ook een groot aantal nuttige microben, T-fagen werken, net als andere fagen, absoluut specifiek en selectief tegen bepaalde stammen van kiemen Faag therapie is onderworpen aan strikte regelgeving in Duitsland, hoewel het een uitstekend alternatief zou kunnen zijn voor antibiotica vaak. Het probleem van resistentievorming doet zich ook voor bij T-fagen, maar kan even snel worden geëlimineerd door nieuwe rassen van gemodificeerde macrofagen. Phage therapie heeft zich met name ontwikkeld in landen van de voormalige USSR, waarvan Georgië een belangrijke speler is geweest. Sommige westerse onderzoeksgroepen proberen het groeien fagen die ook effectief zijn tegen multiresistente kiemen T-fagen worden vaak gekweekt om te produceren enzymen in colibacteriën om grotere hoeveelheden enzymen te verkrijgen die nodig zijn voor moleculaire biologische doeleinden. Dit zijn enzymen zoals T4 DNA-ligase, T7 RNA-polymerase en verschillende andere. Het vermogen van zogenaamde gematigde T-fagen om hun eigen DNA op te nemen in bacterieel DNA (lysogenie), in plaats van ongebreidelde replicatie van hun eigen DNA, kan ook worden gebruikt als een gen vector om gerichte genetische manipulaties te maken om specifieke defecte en ziekteverwekkende genen of stukjes genen te vervangen door intacte genen of stukjes DNA.
Ziekten en aandoeningen
T-fagen vormen geen direct gevaar voor mensen. Indirect kunnen T-fagen een probleem worden als ze erin slagen colibacteriën in de darmflora onopgemerkt door het immuunsysteem. T-fagen en andere fagen worden verondersteld het immuunsysteem te ondersteunen om ziektekiemen te vernietigen die moeilijk te bestrijden zijn en mogelijk ook multiresistent. Critici van faag therapie stel dat de therapie alleen kan worden toegepast door artsen met de juiste aanvullende opleiding en dat er eerst een bacteriecultuur moet worden gecreëerd voor een gerichte toepassing om er zeker van te zijn dat de “juiste” faag is geselecteerd voor de “juiste” bacterie. Daarentegen breedspectrum antibiotica zou onmiddellijk beschikbaar zijn. Het belangrijkste argument tegen faagtherapie dat door critici wordt uitgedrukt, is echter de angst dat de faag zou kunnen veranderen in zijn genetica door mutaties of door oncontroleerbare gen uitwisseling met de gastheerbacterie op een zodanige manier dat de faag zijn fagocytische eigenschappen kan verliezen en kan muteren in een oncontroleerbaar pathogeen virus. Tijdens de Koud Oorlog, de westerse geneeskunde vertrouwde bijna uitsluitend op antibiotica om infectieuze ziektekiemen af te weren, terwijl Rusland en de lidstaten van de Sovjet-Unie - met name Georgië - faagtherapie cultiveerden. Er zijn nu tekenen van erkenning dat beide therapieën specifieke voordelen en risico's met zich meebrengen die vóór gebruik moeten worden afgewogen.
