mechanisme
Het virus-DNA wordt in de bacterie geïnjecteerd via de staart van de faag. Door interactie
met de bacterie wordt een klepje geopend dat tot decompressie en uitstoting van het DNA
aanleiding geeft. Hierbij spelen factoren zoals zijn druk, kracht, oppervlak, ideale veer,
veerconstante en osmotische druk een rol.
Fagen infecteren slechts bepaalde doelwitbacteriën, omdat ze de juiste
aanhechtingsfactoren en de juiste metabolisme-beïnvloedende eigenschappen moeten
hebben.
Afhankelijk van hun vermeerderingscyclus, kunnen fagen in lytische en lysogene worden
ingedeeld. Lytische vermenigvuldigen explosief, waardoor de gastheerbacterie snel barst
(lysis), terwijl lysogene fagen zich eerst gaan integreren in het genoom van de bacterie
(profaag), waardoor ze bij elke bacterieceldeling mee vermenigvuldigd worden.
Lytische faagcyclus: De faag injecteert zijn genoom, dat de bacteriecel
aanzet tot aanmaak van nieuwe faagonderdelen en uiteindelijk tot
samenstellen van nieuwe faagdeeltjes.
Lysogene faagcyclus: Het geïnjecteerde faaggenoom wordt als een
profaag in het bacteriechromosoom ingebracht. Als de bacterie zich
vermenigvuldigt, vermeerdert de profaag zich mee.
Geschiedenis
Fagen werden in 1915 door de Britse bacterioloog Frederick Twort en in 1917 door de
Frans-Canadese microbioloog Félix d'Hérelle onafhankelijk van elkaar ontdekt.
In 1915 ontdekte Twort een klein agens dat bacteriën infecteerde en doodde. Hij ging ervan
uit dat dit agens een van de volgende zaken moest zijn:
1een stadium in de levenscyclus van de bacteriën;
2een enzym dat door de bacteriën zelf werd geproduceerd; of
3een virus dat op bacteriën groeide en ze vernietigde.
Tworts werk werd onderbroken door de Eerste Wereldoorlog en gebrek aan geld.
Onafhankelijk daarvan meldde d'Hérelle, die op het Pasteur-instituut in Parijs werkte, op 3
september 1917 dat hij "een onzichtbare, antagonistische microbe van de dysenterie bacil"
had ontdekt. Voor d’Hérelle was er geen twijfel aan wat hij had ontdekt: "In een flits begreep
ik het: wat de heldere vlekken had veroorzaakt, was in feite een onzichtbare microbe... een
virus dat parasiteert op bacteriën."[1] D'Hérelle noemde het virus een bacteriofaag oftewel
bacterie-eter (van het Griekse phagein, wat "eten" betekent).
In 1923 bestudeerde George Eliava, hoofd van het centraal bacteriologisch laboratorium in
Tbilisi in Georgië de cholerabacterie in monsters die hij nam uit de rivier de Mtkvari. Na drie
dagen bleek de bacterie verdwenen en Eliava legde de link met de door d’Hérelle ontdekte
bacteriofagen. d’Hérelle ging vervolgens met Eliava samenwerken in een nieuw instituut in
Tbilisi, dat later ter ere van Eliava naar hem werd genoemd. d’Hérelle behandelde in 1919
met succes een uitbraak van kippentyfus met fagen die hij had geïsoleerd uit de
uitwerpselen van kippen. Een jaar later werd de eerste mens met dysenterie met succes
behandeld. Binnen een paar jaar hadden de wetenschappers meer dan twaalf fagen
gevonden die vele bacteriële infecties konden bestrijden. Niettemin werd Eliava door Stalin
tot vijand van het volk uitgeroepen en in 1937 geëxecuteerd, waarna d’Hérelle terug naar
Parijs vluchtte.
Bacteriofagen werden onderdeel van de reguliere geneeskunde in de sovjetrepubliek
Georgië. In de Verenigde Staten was de interesse gewekt van het farmaceutisch bedrijf Eli
Lilly, die ze voor de markt ging ontwikkelen. Aanvankelijk waren de resultaten niet
overtuigend; onderzoek en productie stopten zodra de antibiotica opkwamen. In de
Sovjet-Unie bleef de therapie nog in zwang, en bacteriofagen werden nog regelmatig
gebruikt voor wondbehandeling bij Russische soldaten in de Tweede Wereldoorlog. Ook
werden zij succesvol ingezet tegen dysenterie en gangreen. Ook na de oorlog hielden
Russische wetenschappers nog vast aan deze therapie, maar de Koude Oorlog verhinderde
dat de onderzoeksresultaten hiervan het Westen bereikten.
Ondanks de opkomst van de ziekenhuisbacterie ("superbacterie") begon het onderzoek naar
bacteriofagen in de Sovjet-Unie te verflauwen en tegen het midden van de jaren zeventig
had het Eliava-instituut zijn deuren praktisch gesloten. De onderzoekers bewaarden de
faagmonsters in de koelkasten thuis om te voorkomen dat ze verloren zouden gaan. In 1993
werd het instituut gesloten. Aan het begin van de eenentwintigste eeuw[wanneer?] is
bacteriofaagtherapie alleen nog in zwang in Georgië en in mindere mate ook in Polen.