1. Hooglede, 22 oktober 2016 http://bailar.mucoroeselare.be/ bacteriële luchtweg

2. Bacteriofaagtherapie: mogelijkheden en beperkingen voor de bestrijding van bacteriële luchtweginfecties: Wat zijn de nieuwe inzichten? Deel I: wat zijn bacteriofagen? Deel II: bacteriofaagtherapie: mogelijkheden en beperkingen Deel III: getuigenissen van mensen met muco die met faag werden behandeld

3. Deel I. Wat zijn bacteriofagen?

4. Ontdekking van de bacteriofagen: 1915 Een kweekbodem (10 cm), volgroeid met miljarden bacteriën. Maar ook met gaatjes in de bacteriecultuur: miljoenen bacteriën verdwenen !?  door infectie met bacteriofagen Voor het eerst ontdekt in 1915 (Frederick Twort) Al snel rees de idee om dit als therapie tegen bacterie-infecties te gebruiken (1917, Félix d’Hérelle) Deel I. Wat zijn bacteriofagen?

5. Terzijde: Alexander Fleming ontdekte op gelijkaardige manier penicilline Schimmel Penicillium remt de groei van Staphylococcus aureus  de schimmel produceert penicilline: in gebruik vanaf 1942 Deel I. Wat zijn bacteriofagen?

6. Transparente faaghoofdjes: deze fagen injecteerden reeds hun chromosoom Donkere faaghoofdjes: faagchromosoom nog aanwezig Fijn stof: < 10 µm; ultrafijnstof: < 2.5 µm Eén Escherichia coli-cel, aangevallen door tientallen bacteriofagen 3 µm = 3/1000° mm Deel I. Wat zijn bacteriofagen? 0.1-0.2 µm

7. Deel I. Wat zijn bacteriofagen? Celwand van Gram-negatieve bacterie (bvb. Pseudomonas aeruginosa) Aanhechting en injectie van het faaggenoom in de bactericel

8. Hoofdje bevat het DNA (het bacteriofaag chromosoom) Staart hierlangs wordt het DNA in de bacteriecel ingebracht (geïnjecteerd) Staartvezels hiermee worden specifieke aanhechtingsplaatsen op slechts bepaalde bacteriestammen herkend De algemene structuur van een bacteriofaag (E. coli T4-faag) = één tienmiljoenste van een meter Deel I. Wat zijn bacteriofagen?

9. Infectiecyclus van een lytische bacteriofaag Gelyseerde = dode bacteriecel + 20-100 nieuwe fagen komen vrij per geïnfecteerde bacteriecel 20-30 minuten De faag hecht aan aan de bacterie-celwand De faag injecteert zijn genoom in de bacteriecel De faag neemt de bacteriële kopieer- en assembleer-machinerie over De bacterie vormt nieuwe faagpartikels Faagpartikel Faaggenoom Bacterieel genoom Bacteriecel

10. Een oefening in logaritmisch rekenen: Tijdstip 0: Eén bacteriecel wordt met één bacteriofaag geïnfecteerd. Na 20-30 minuten: de bacterie barst en er komen 20-100 nieuwe fagen vrij. Deze fagen infecteren 20-100 nieuwe bacteriecellen. Na nog 20-30 minuten: uit elk van deze 20-100 cellen komen telkens 20-100 fagen vrij Deze fagen … Even tellen: Tijdstip 0: 1 faag infecteert 1 bacterie1 faag Na 20 min: 100 fagen100 fagen Na 40 min: 100 x 100 fagen10 000 fagen Na 1 uur: 100 x 100 x 100 fagen1 000 000 fagen Na anderhalf uur: 100 x 100 x 100 x 100 fagen100 000 000 fagen Na 2 uur: 100 x 100 x 100 x 100 x 100 fagen 10 000 000 000 = 10 10 = 10 miljard fagen na slechts 2 uur! Na 2 uur zijn ook reeds 10 miljard bacteriecellen afgedood En het gaat steeds sneller, tot er een gebrek aan levende bacteriën ontstaat.  Antibiotica kunnen alleen maar verminderen: vermenigvuldigen zich niet. Deel I. Wat zijn bacteriofagen?

11. Deel II. Bacteriofaagtherapie

12. Frederick Twort 1915 Canada Félix d'Hérelle 1917 Frankrijk Een (ZEER) korte geschiedenis (deel 1) George Eliava 1933  Tbilisi, Georgië

13. Vanaf 1920 tot WOII: toepassing van fagen voor therapie in West-en Oost-Europa productie door bedrijven zoals Eli-Lilly, Loreal 1933: faagtherapie gaat van start in Georgië: George Eliava Instituut, Tbilisi. Vanaf WO II (1942): Antibiotica: penicilline Groot voordeel van antibiotica ten opzichte van fagen: breed spectrum  men moet niet meer weten om welke bacterie(soort/stam) het gaat (Breed spectrum is ook een nadeel! Zie verder) Fagen alleen nog in Oost Europa: Georgië (Tbilisi: Eliava Instituut), Polen, Rusland (toch nog door Institut Pasteur, Parijs, Frankrijk verkocht tot in de jaren ‘80) Sinds einde vorige eeuw: hernieuwde interesse voor fagen door Toenemende resistentie tegen antibiotica Meer en meer chronische (recurrente) infecties: biofilm: antibiotica-tolerantie Deel II. Bacteriofaagtherapie Een (ZEER) korte geschiedenis (deel 2)

14. Hernieuwde interesse in het Westen voor faagtherapie Deel II. Bacteriofaagtherapie 1. Toenemende antibioticumresistentie: bvb. MRSA 2. Beperkt aantal nieuwe antibiotica in ontwikkeling 3. Toenemende problemen met biofilms = sluimerende, niet actieve bacteriën  bacteriën zijn tolerant tov antibiotica (maar ook fagen?)  chronische of terugkerende infecties: luchtweginfecties in CF patiënten: Pseudomonas aeruginosa Staphylococcus aureus Achromobacter xylosoxidans chronische middenoorontsteking: Haemophilus influenzae terugkerende urinweginfecties: uropathogene Escherichia coli recurrente bacteriële vaginose: Gardnerella vaginalis brandwonden: Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus vreemdobject infecties: catheters, prothesen: Staphylococcus spp. Propionibacterium acnes !!! chronische infectie = niet acuut levensbedreigend  er is voldoende tijd om de meest efficiënte fagen te selecteren

15. Deel II. Bacteriofaagtherapie Voordelen en nadelen van fagen tov antibiotica 1. Smal spectrum van fagen: fagen infecteren slechts enkele soorten of stammen Nadeel: je moet eerst weten met welke soort/stam je te maken hebt ! Bij chronische infecties geldt dit nadeel veel minder: niet levensbedreigend  er is ruim de tijd om de meest actieve faag(combinatie) te selecteren. Voordeel: geen effect op commensale bacteriën! (cfr. Panorama, verleden woensdag) (Johan Cruijff: “elk nadeel heb zijn foordeel”) 2. Voorkomen van /Ontwikkelen van resistentie tegen fagen Nadeel: veel bacteriën zijn van nature resistent tegen de meeste fagen (zie: smal spectrum) Nadeel: resistentie-ontwikkeling van bacteriën tegen fagen is een natuurlijk proces Voordeel: je kunt dikwijls nieuwe fagen vinden in de omgeving Voordeel: je kan fagen trainen om actiever te worden tegen een bepaalde stam 3. Geen relatie van faagresistentie met antibioticumresistentie  fagen kunnen actief zijn tegen multi-antibioticumresistente bacteriën, bvb. faag ISP tegen MRSA.  fagen kunnen perfect met andere medicatie, incl. antibiotica, gecombineerd worden fagen en antibiotica kunnen elkaars werking versterken

16. Fishing for phages: Je kunt (bijna) steeds nieuwe actieve fagen vinden Deel II. Bacteriofaagtherapie

17. Zijn fagen veilig? Ja, op basis van theoretische argumenten Fagen zijn veilig, per definitie Het zijn virussen die ALLEEN bacteriën kunnen infecteren: nooit dieren of planten Ook vroeger in de menselijke evolutie kunnen er geen faaginfecties gebeurd zijn, want we vinden geen faag DNA-sequenties in het menselijk genoom, dat nochtans vol zit met retrovirale genen (retrovirus: bvb. AIDS-virus) Fagen zijn nochtans de meest talrijke biologische entiteiten op Aarde: 4-6 x 10 31 = 10-voud van het aantal bacteriën. Bergh. 1989. Nature 340: 467-468 Whitamn et al. 1998. PNAS 95: 6578-6583 Fagen zijn nochtans overal, ook in het menselijk lichaam Meer dan 1 miljard fagen per ml oppervlaktewater Escherichia coli-fagen in 11% van de darmen van gezonde personen Bacteroides fragilis-fagen in 68% van de darmen van gezonde personen Deel II. Bacteriofaagtherapie

18. Zijn fagen veilig? Ja, op basis van empirische argumenten 1. Er is nog nooit een geval van infectie van mensen door fagen gerapporteerd, ondanks het massaal toedienen in Oost-Europa gedurende bijna 100 jaar Gedurende de voorbije 100 jaar werden in Oost-Europa fagen massaal toegediend aan mensen (inclusief kinderen) op allerhande manieren: oraal: als tabletten of vloeistof (tot 100 miljard fagen per keer) rectaal lokaal: huid, oor, oog, brandwonden als aerosols in de luchtwegen intraveneus: alleen fagen van Gram-positieve bacteriën: S. aureus-faag ISP Sulakvelidze et al. 2001. Bacteriophage therapy. Antimicrob. Agents Chemother. 45: 649-659. Deel II. Bacteriofaagtherapie

19. Zijn fagen veilig? Ja, op basis van empirische argumenten Massale toepassing bij kinderen in Oost-Europa: "Vaccinatie" studie in Tbilisi, Georgia (1965) 30.769 kinderen tussen 6 maand en 7 jaar. 17.044 kinderen dronken oplossing met fagen tegen Shigella dysenteriae. 13.725 kinderen, aan de andere kant van elke straat, dronken water (placebocontrole)  Geen enkel geval van infectie of ziekte door het drinken van fagen Babalova et al. 1968. Preventive value of dried dysentery bacteriophage. Zh. Mikrobiol. Epidemiol. Immunobiol. 2: 143-145. Deel II. Bacteriofaagtherapie

20. Mzia Kutateladze: Faagtherapie in Georgië Zijn fagen ook efficiënt? Talloze toepassingen en successen in Oost-Europa Deel II. Bacteriofaagtherapie

21. Bacteriophage therapy of bacterial infections: an update of our institute's experience. Weber-Dabrowska B, Mulczyk M, Górski A. 2000. Arch Immunol Ther Exp (Warsz) 48: 547-551. 1307 patients with suppurative bacterial infections caused by multidrug-resistant bacteria of different species were treated with specific bacteriophages (BP). Phage therapy was highly effective: full recovery was noted in 1123 cases (85.9%). In 134 cases (10.9%) transient improvement was observed and only in 50 cases (3.8%) was phage treatment found to be ineffective. The results confirm the high effectiveness of phage therapy in combating bacterial infections which do not respond to treatment with the available antibiotics. Zijn fagen ook efficiënt? Talloze toepassingen en successen in Oost-Europa Beata Weber-Dabrowska: Faagtherapie in Polen Belangrijke opmerking! Faagtherapie wordt al legaal toegepast binnen de EU … Deel II. Bacteriofaagtherapie

22. Deel III. Bacteriofaagtherapie. Behandelingen van infecties bij mensen met muco

23. 1. Case report Georgië: P. aeruginosa + S. aureus Patient M. Kh.: 7 jaar oud meisje, diagnose 2002, homozygoot voor –1677 deLTA (Black Sea CFTR mutation). Chronische kolonisatie van luchtwegen met Pseudomonas aeruginosa en Staphylococcus aureus. Sinds jaren in behandeling met breedspectrum antibiotica, zonder nog veel effect. Initiële bacteriële concentratie: 10 7 cfu/ml voor zowel P. aeruginosa als voor S. aureus. Behandeling met een P. aeruginosa-faag: 9 x nebulizer met intervals van 4 tot 6 weken:  daling van (kweekbare) P. aeruginosa van 10 7  10 4 cfu/ml (1000-voudige daling) Tijdens de intervals van 4-6 weken: aantal P. aeruginosa blijft < 10 5 cellen/ml  blijvende 100-voudige daling Geen effect op S. aureus Toevoegen van S. aureus faag ISP (Sb1): 5 x nebulizer: drastische daling van S. aureus Gedurende 1 maand geen faag: aantal S. aureus blijft rond 10 3 –10 5 cellen/ml. Na 2 maand: geen S. aureus meer detecteerbaar. Deel III. Bacteriofaagtherapie. Behandelingen van infecties bij mensen met muco

24. 1. Case report Georgië: P. aeruginosa + S. aureus Besluit: Maandenlange therapie met combinatie van fagen tegen P. aeruginosa en S. aureus (in combinatie met normale medicatie) heeft als gevolg: Microbiologisch: Kweekbare P. aeruginosa 100-voudig gedaald Kweekbare S. aureus: niet langer aanwezig Klinisch: Geen neveneffecten van de behandeling Algemene conditie van patiënt is sterk verbeterd (is nogal vaag …) Geen significante verbetering te zien op radiografie en in bloedanalysen Medicatie: Meest belangrijk: gebruik van antibiotica met 50% verminderd. Deel III. Bacteriofaagtherapie. Behandelingen van infecties bij mensen met muco

25. is actief tegen 95% van de Staphylococcus aureus-stammen, inclusief meeste MRSA! wordt reeds 50 jaar gebruikt, zonder ontwikkeling van resistentie wordt ook intraveneus toegepast: ISP = intravenous staphylococcal phage S. aureus = G+ gastheer  geen problemen met endotoxines als de bacteriecel lyseert is reeds verschillende malen bij westeuropese patiënten (hopeloze gevallen) toegepast 100 nm = 0.0001 mm Electron microscopische opname van faag Sb-1 (ISP): een superfaag Deel III. Bacteriofaagtherapie. Behandelingen van infecties bij mensen met muco

26. 2. Faagtherapie in Georgië bij muco-patiënten Mzia Kutateladze (mail dd 29 februari 2016): "During the past 3 years, together with the National Center of Cystic Fibrosis in Tbilisi, phage preparations against secondary infections in patients with cystic fibrosis were applied to 8 patients. Phages were applied in infants and adults via nebulizer, several times for 6–10 days. Simultaneously, patients were treated by conventional antibiotics, anti-mucus medications vitamins. Phage application caused, in all patients: a substantial decrease of bacterial cells in all patients’ sputum specimens. clear Improvement of the general health of patients long infection-free periods between colonization episodes in all patients.” Deel III. Bacteriofaagtherapie. Behandelingen van infecties bij mensen met muco

27. http://www.parismatch.com/Actu/Sante/Phagotherapie-des-virus-naturels-pour-tuer-les-infections-162147 3. Case report Frankrijk. Hervé Jacqueson Deel III. Bacteriofaagtherapie. Behandelingen van infecties bij mensen met muco 4 februari 2013

28. Interview van Mzia Kutateladze, Tbilisi, GeorgiëInterview van Mzia Kutateladze, Tbilisi, Georgië, met Hervé Jacqueson Deel III. Bacteriofaagtherapie. Behandelingen van infecties bij mensen met muco 3. Case report Frankrijk. Hervé Jacqueson

29. 3. Case report Frankrijk. Jerôme Larché is arts en de broer van Hervé Jacqueson Centre Hospitalier, Narbonne, Frankrijk (mail van 12 oktober 2016) “My personal experience (with my own brother suffering CF) is that aerosols of phages cocktail (against staph and pseudomonas) decreased substantially the number of acute infections with these bacteria, decreased the need of antibiotic cures (by 8 to 10 fold), allowed a decreased resistance level for Pseudomonas aeruginosa, and stabilized my brothers’ respiratory parameters” “The patient can feel a bit dyspneic after the first aerosolization (because of the bacterial cells that are lysed), so it is better to perform this first treatment in a medicalized environment. The following aerosolizations can be done at home: Phage aerosols were done every 45-60 days, at home, with a nebulizer. I hope my answer will give you some interesting insights for your talk. Warmly regards, Jérôme Larché, MD.” Deel III. Bacteriofaagtherapie. Behandelingen van infecties bij mensen met muco

30. Phagespoirs 3. Case report Frankrijk Jerôme Larché, broer van Hervé Jacqueson Arts, Centre Hospitalier, Narbonne, Frankrijk Oprichter van PHAG ESPOIRS Deel III. Bacteriofaagtherapie. Behandelingen van infecties bij mensen met muco

31. 4. Case report Duitsland: Shannon Johnson, net 19 jaar. Achromobacter xylosoxidans-infectie Deel III. Bacteriofaagtherapie. Behandelingen van infecties bij mensen met muco

32. 4. Case report Duitsland: Shannon Johnson Achromobacter xylosoxidans-infectie Telefoongesprek met moeder Kirsten Johnson: 13 oktober 2016 Shannon is gekoloniseerd met Achromobacter xylosoxidans (die P. aeruginosa vervangen heeft!) 3-maandelijkse hospitalisatie + antibiotica-behandelingen brachten niet veel meer op. Moeder Kirsten kreeg van de huisdokter een artikel van Christine Rohde, over fagen en Georgië. In Georgië: geen fagen tegen Achromobacter Christine Rohde (DSMZ, Braunschweig, Duitsland) heeft fagen geïsoleerd Maar dat duurde anderhalf jaar Deel III. Bacteriofaagtherapie. Behandelingen van infecties bij mensen met muco TV documentaire Duitsland

33. Deel III. Bacteriofaagtherapie. Behandelingen van infecties bij mensen met muco 4. Case report Duitsland: Shannon Johnson Achromobacter xylosoxidans-infectie Eerste behandeling in Georgië: februari 2016 Momenteel: Dagelijks, 1 inhalatie met fagen ‘s morgens. (Drinken van faagoplossing: ook geprobeerd, maar weinig effect.) Invloed op antibioticumgebruik? Geen gebruik van antibiotica meer 3-maandelijkse ziekenhuisbehandeling: Shannon vindt het niet nodig. Minder opnames? Ja dus Bacterie verdwenen? Neen Klinisch effect? Kan terug de trappen op, is terug beginnen sporten, nog niet dansen Persoonlijk gevoel? Veel beter Bedenking van moeder Kirsten: ze betreurt dat er niet meer gevallen van toepassing bij muco zijn, zodat er meer uitwisseling van ervaring zou zijn en daardoor mogelijks een effectievere toepassing van de therapie.

34. 4. Case report Duitsland: Shannon Johnson Achromobacter xylosoxidans-infectie Shannon en moeder Kirsten in Tbilisi, Georgië Deel III. Bacteriofaagtherapie. Behandelingen van infecties bij mensen met muco

35. Faagtherapie: Beperkingen: ja maar veilig en ook veel mogelijkheden, vooral voor chronische infecties zoals bij muco