I batteriofagi, noti anche come fagi, sono virus specializzati che infettano i batteri. Una caratteristica chiave dei fagi è la loro caratteristica morfologia “testa-coda”. Un fago inizia il processo di infezione (cioè ciclo litico) legandosi all’esterno di una cellula batterica. L’attaccamento avviene tramite proteine nella coda del fago che si legano a specifiche proteine recettoriali sulla superficie esterna del batterio. La coda inietta il genoma del DNA del fago nel citoplasma batterico. Nel ciclo di replicazione litico, il fago utilizza il meccanismo cellulare del batterio per produrre proteine che sono fondamentali per la replicazione e la dispersione del fago. Alcune di queste proteine portano la cellula ospite a prendere acqua e scoppiare, o lisare, dopo che la replicazione dei fagi è completa, rilasciando centinaia di fagi che possono infettare nuove cellule batteriche.
Dall’inizio del XX secolo, i ricercatori hanno riconosciuto il valore potenziale dei batteriofagi littici nella lotta contro le infezioni batteriche nelle colture, nell’uomo e negli animali agricoli. Poiché ogni tipo di fago può infettare e sizzare solo tipi specifici di batteri, i fagi rappresentano una forma altamente specifica di trattamento antibatterico. Questa qualità è in contrasto con i farmaci antibiotici familiari che spesso prendiamo per le infezioni batteriche, che sono in genere trattamenti ad ampio spettro che uccidono sia i batteri patogeni che i batteri benefici. L’uso diffuso di antibiotici ad ampio spettro ha causato l’evoluzione della resistenza batterica a intere classi di questi farmaci, rendendo una volta letali infezioni potenzialmente letali. Poiché più batteri patogeni evolvono resistenza agli antibiotici, la terapia con fago a spettro stretto può diventare un’alternativa utile. Poiché i fagi sono altamente specifici nei batteri che infettano, l’evoluzione della resistenza ai fagi sarebbe anche limitata al particolare ceppo di batteri.
Tuttavia, è necessario superare diversi ostacoli affinché la terapia del fago diventi una valida alternativa agli antibiotici. Per esempio, l’alta specificità dei fagi è anche uno svantaggio, perché sarebbero necessari diversi fagi per ogni specie del patogeno batterico o anche ceppo di batteri all’interno di una specie patogena. Sarebbe quindi difficile produrre fagi per molte infezioni batteriche diverse su larga scala. Inoltre, a causa della specificità dei fagi, sarebbe necessario conoscere il particolare ceppo batterico che sta causando un’infezione o utilizzare un cocktail di più fagi diversi nel trattamento e sperare che uno di essi corrisponda ai batteri patogeni. Nonostante questi inconvenienti, la terapia del fago rimane un’area attiva di ricerca.
