Az élet legkisebb alkotóelemét sejtnek nevezzük, testünkben pedig kb. 30-40 billió sejt található. Azonban, ha fognánk a testben található baktériumok számát, és összehasonlítanánk a testet alkotó sejtek számával, előbbiek tíz az egyhez arányt mutatnának.Amennyiben képzeletben összeadnánk a Földön található baktériumot, hatalmas számot kapunk, túlélési mechanizmusaiknak köszönhetően baktériumokat szinte bárhol találhatunk a Földön. Fogjuk ezt a számot (az összes Földön található baktérium) és hozzáadjuk a bolygón található bármilyen élő organizmus számát (madaraktól az emlősökön át a halakig), az így kapott összeg eltörpül, egy olyan létforma mellett, amelyet bakteriofágoknak nevezünk.

 

A bakteriofágok olyan vírusok, amelyek baktériumokat fertőznek meg; a legsokoldalúbb és legnagyobb populációval rendelkező élőlénycsoport, amelynek a száma a 10 a harmincegyedikennel írható le.Összehasonlításképp: egymilliárdszor annyi bakteriofág létezik, mint az általunk megfigyelhető univerzumrészletben a csillagok száma. Tízmilliárdszor annyi, mintha a Földön található összes homokszemet összeadnánk és ha Bill Gates, Mark Zuckerberg és Warren Buffett nettó vagyonát összeadnánk és megszoroznánk mindezt egy milliárddal, még mindig százmilliószor alacsonyabb számot kapnánk, mint ahány bakteriofág létezik.

 

A bakteriofágok gazda specifikusak, ami azt jelenti, hogy csak egy bizonyos típusú baktériumfajt fertőznek meg egy speciális, baktériumsejt-felszíni receptor felismerés segítségével. Ennek a ténynek köszönhetően semmiféle káros hatást nem fejtenek ki az emberi sejtekre.

A bakteriofágokat először az 1900as években munkája során fedezte fel egymástól függetlenül a brit Frederick Twort, és egy francia-kanadai tudós, Felix d'Herelle.

A Staphylococcus illetve Shigella baktériumokkal való munka során észrevették, hogy az általuk használt Petri-csészéken szabályos, kör alakú mintázatok, ún. plakkok rajzolódnak ki, amik az ott lévő baktériumok pusztulására utaltak. Felix d'Herelle a bakteriofág nevet adta az új felfedezésnek, ami szó szerint baktérium-evőt jelent.

 

A bakteriofágia néhány év alatt az orvosi kutatások egyik kiemelt irányává fejlődött és az 1920-as években Tbilisziben megnyílt a bakteriofág-terápiát kutató Eliava Institute.

A néhány évvel később felfedezett antibiotikumok hamar népszerűvé váltak, széles hatásspektrumuk, könnyebb tömeggyártásuk, tárolásuk, felírásuk miatt. Ettől kezdve a Nyugaton felhagytak a fág terápiával, azonban a kutatások az 1940-es évektől a Szovjetunióban folytak tovább; széles körben alkalmazva ezt a módszert.

 

A fágok létfenntartó mechanizmusa kizárólag baktériumokkal történő véletlenszerű találkozásokra alapoz, ha egyszer kontaktusba kerültek a specifikus gazdatesttel, a sejt felszínéhez csatlakoznak a farokfehérjék segítségével és elkezdik meggyengíteni a sejtfalat. Ezután a saját DNS-üket, vagy genetikai anyagukat - amiket a fej, vagy más néven kapszidban tárolnak - a farokrészen keresztül a sejtbe injektálják. Vírustól függően a sejt kétféle dolgot tesz ez esetben. Ha a fág litikus vírus, a sejt szerkezete - beleértve a riboszómákat - virális proteineket kezd el termelni, amik az újonnan integrált virális DNS-ben kódolódtak, perceken belül. A sejt tovább replikálja a fág-utódokat, amíg egy idő után a sejttest szétnyílik, és több száznyi, újonnan előállított bakteriofág szabadul felszínre, amelyek újabb baktériumokat fognak megfertőzni. Ha a fág lizogenikus, nem robbantja fel a sejtet azonnal, helyette a genetikai információ replikálódik a sejt többi genomjával, nyugvó fázisban maradva. Ha a körülmények megfelelők, a vírus-replikáció megindul, és a sejt lízise megtörténik.

Felmerül a kérdés, miért fontosak számunkra a bakteriofágok, ha a szervezetünk sejtjeit nem befolyásolják. Mindenekelőtt: a bakteriofágok által hordozott antibakteriális hatás miatt. Napjainkban az antibiotikum-rezisztencia jelensége, és a szuperbaktériumok térnyerése komoly problémákat jelent és mindezekre a bakteriofágok egyfajta megoldásként szolgálhatnak.

 

Specifikus baktériumtörzs megfertőzésével akár olyan kórok is legyőzhetővé válhatnak a jövőben, mint a TBC vagy a lepra. A bakteriofágok bioremediációs potenciállal is bírnak, amelyek környezeti problémák kezelésénél hasznosíthatók lehetek a jövőben. Napjainkban már több egészségügyi intézményben bakteriofágok segítségével számolják fel a kórházi körülmények közt felbukkanó fertőzéseket.

Az USA-ban, az FDA és az USDA nemrégiben elfogadottá tette több fág - termék alkalmazását, amelyekkel hús és baromfitermékeket kezelnek. A jövőbe tekintve számos további kutatást találhatunk, amelyek a fágok genomikájával is kapcsolatosak. A bakteriofágok sokféleségük folytán hatalmas, kiaknázatlan lehetőségekkel bírnak, a még nem szekvenált géninformációk pedig akár komoly tudományos áttörés alapjaiként is szolgálhatnak.