Exploring the Use of Bacteriophages as an Alternative Treatment of Equine Diseases

Abstract

Antibiotic resistance is a growing global health threat, necessitating the development of alternative treatments. Bacteriophages, viruses that specifically infect and lyse bacteria, serve as a potential solution for combating infections caused by resistant bacterial strains. Phage therapy has been used since the early 1900s, particularly in the pre-antibiotic era, but its application and research declined due to the rapid rise and high effectiveness of antibiotic-based treatments. However, the increased prevalence of antibiotic resistance has renewed the interest in phages as therapeutic tools.

The aim of this thesis is to explore the structure and function of bacteriophages, their his-torical use, and potential applications in veterinary medicine, particularly in the treatment of equine diseases. Phage therapy’s differences from, and key advantages over, antibiotics are also examined. Additionally, the role of genetic engineering in enhancing the safety and efficacy of phage therapy is assessed. The main challenges surrounding phage therapy, including regulatory aspects, resistance and immune responses, are also discussed.

Replacing antibiotics partially or completely with bacteriophages promotes sustainable development in several ways. Phage therapy can reduce the need for antibiotics, decreasing their release into waterways and the environment. This, in turn, could slow the spread of antibiotic resistance, ultimately benefiting public health. In addition, maintaining microbial balance in horses contributes to their overall well-being and supports the sustainability of broader animal and microbial populations. In veterinary medicine, phage therapy represents a promising area of research that is potentially more accessible compared to strictly regulated human medicine.

Based on this literature review, phage therapy alone is not yet effective enough to fully replace antibiotics. However, a combined approach using both antibiotics and bacteriophages could be an effective treatment strategy. In some cases, phages could serve as a complete substitute, particularly for preventive measures. If proven to be successful in veterinary field, the acceptance of phage therapy in human medicine may become more feasible.

Although phage therapy has potential, it comes with a few notable challenges. These include bacterial resistance to phages and possible immune system reactions. Furthermore, while genetic engineering and advancements in molecular biology offer ways to overcome some previous limitations in phage therapy, they also raise new technical and ethical concerns. Further research, international collaboration, and updated regulatory frameworks are essential to integrate phage therapy into mainstream medicine and veterinary practice.

Antibioottiresistenssi on maailmanlaajuinen terveysuhka, joka vaatii vaihtoehtoisten hoitomenetelmien kehittämistä. Bakteriofaagit, bakteereja infektoivat ja tuhoavat virukset, tarjoavat lupaavan ratkaisun resistenttien bakteerikantojen aiheuttamien infektioiden torjuntaan. Vaikka faagiterapiaa on käytetty 1900-luvun alusta lähtien, sen käyttö väheni antibioottien yleistyessä. Antibioottiresistenssin lisääntyminen on kuitenkin herättänyt uudelleen kiinnostuksen faagipohjaisia hoitoja kohtaan.

Tässä kandidaatintyössä tarkastellaan bakteriofagien rakennetta ja toimintaa, niiden käyttöä historiassa sekä mahdollisia sovelluksia eläinlääketieteessä, erityisesti hevostautien hoidossa. Lisäksi tarkastellaan geenitekniikan roolia faagiterapian turvallisuuden ja tehokkuuden parantamiseksi. Myös faagiterapiaan liittyviä keskeisiä haasteita, kuten resistenssin kehittymistä ja immuunivasteita, käsitellään.

Antibioottien osittainen tai täydellinen korvaaminen bakteriofaageilla tukee kestävää kehitystä monin tavoin. Faagiterapia voi vähentää antibioottien tarvetta ja näin ollen vapautumista vesistöihin ja ympäristöön. Tämä puolestaan voisi hidastaa antibioottiresistenssin leviämistä, millä on positiivinen vaikutus myös kansanterveyteen. Lisäksi hevosten mikrobitasapainon ylläpitäminen edistää hevosten hyvinvointia ja laajemman eläin- ja mikrobipopulaation kestävyyttä. Eläinlääketieteessä faagiterapia on lupaava tutkimusalue, sillä sen käyttöönotto on sääntelyn kannalta joustavampaa kuin ihmislääketieteessä.

Tämän kirjallisuuskatsauksen perusteella faagiterapia ei ainakaan vielä voi korvata antibiootteja täysin. Yhdistetty lähestymistapa, jossa käytetään sekä antibiootteja että bakteriofageja, voisi kuitenkin olla tehokas hoitomuoto. Joissakin tapauksissa faagit voivat toimia täydellisenä korvikkeena, erityisesti ennaltaehkäisevissä hoidoissa. Jos faagiterapia osoittautuu menestyksekkääksi eläinlääketieteessä, sen hyväksyminen ihmislääketieteessä voisi olla helpompaa.

Tutkimusten perusteella faagiterapialla on paljon potentiaalia, mutta siihen liittyy myös haasteita, kuten faagiresistenssi ja immuunireaktiot. Vaikka geenitekniikalla ja molekyylibiologian menetelmillä on mahdollisuus voittaa faagiterapian aiemmat ongelmakohdat, ne herättävät samalla uusia teknisiä ja eettisiä huolenaiheita. Faagiterapian laajempi käyttöönotto edellyttää lisätutkimusta, kansainvälistä yhteistyötä ja ajantasaista sääntelyä niin eläin- kuin ihmislääketieteessä.