Fajlar olarak da bilinen bakteriyofajlar, bakterileri enfekte eden özel virüslerdir. Fajların önemli bir özelliği, ayırt edici’ baş-kuyruk ' morfolojisidir. Bir faj, bir bakteri hücresinin dışına bağlanarak enfeksiyon sürecini (yani litik döngüyü) başlatır. Bağlanma, bakterinin dış yüzeyindeki spesifik reseptör proteinlerine bağlanan faj kuyruğundaki proteinler yoluyla gerçekleştirilir. Kuyruk, fajın DNA genomunu bakteriyel sitoplazmaya enjekte eder. Litik replikasyon döngüsünde, faj, fajın replikasyonu ve dağılması için kritik olan proteinleri üretmek için bakterinin hücresel mekanizmasını kullanır. Bu proteinlerin bazıları, konakçı hücrenin su ile şişmesine ve faj replikasyonu tamamlandıktan sonra patlamasına veya parçalanmasına neden olur ve yeni bakteri hücrelerini enfekte edebilecek yüzlerce faj salgılanır.

Faj Tedavisi

Yirminci yüzyılın başından bu yana araştırmacılar, bitkilerde, insanlarda ve tarım hayvanlarında bakteriyel enfeksiyonlarla mücadelede litik bakteriyofajların potansiyel değerinin farkındadır. Fajlar yalnızca belirli bir tür bakterileri enfekte edip öldürebildiğinden, anti-bakteriyel tedavi bakımından son derece spesifik bir durumda bulunurlar. Bu özellik, hem patojenik hem de faydalı bakterileri öldüren tipik olarak geniş spektrumlu tedavi seçeneği olarak bakteriyel enfeksiyonlar için sıklıkla aldığımız antibiyotik ilaçlar için geçerli değildir. Geniş spektrumlu antibiyotiklerin yaygın kullanımı, bu ilaçların tüm sınıflarına bakteriyel direncin evrimine neden olmuş ve bir zamanlar tedavi edilebilir enfeksiyonları potansiyel olarak ölümcül hale getirmiştir. Daha fazla patojenik bakteri antibiyotiklere direnç geliştirdikçe, dar spektrumlu faj tedavisi yararlı bir alternatif olabilir. Fajlar, enfekte oldukları bakterilerde oldukça spesifik olduğundan, fajlara karşı direncin evrimi de belirli bir bakteri suşuyla sınırlı olacaktır.

Bununla birlikte, faj tedavisinin antibiyotiklere karşı bir alternatif olmaları için birkaç engelin üstesinden gelinmesi gerekir. Örneğin, fajların yüksek özgüllüğü bir dezavantajdır, çünkü bakteriyel patojenin her türü için hatta bir patojenik tür içindeki bakteri alt sınıfları için farklı fajlar gerekmektedir. Bu nedenle, birçok farklı bakteri enfeksiyonu için büyük ölçekte faj üretmek zor olacaktır. Ayrıca, faj özgüllüğü nedeniyle, bir enfeksiyona neden olan özel bakteriyel suş, tedavide birden fazla farklı fajın kokteyli kullanılması ve bunlardan birinin patojenik bakterilerle eşleşmesini umulabilir. Bu dezavantajlara rağmen, faj tedavisi aktif bir araştırma alanı olmaya devam etmektedir.