zdravljenje kroničnih ran s sterilnimi ličinkami muhe Lucilia sericata 

Na kratko

Uporaba ličink muh iz družine Calliphoridae, zlasti vrste Lucilia sericata pri zdravljenju akutnih in kroničnih ran je starodavna metoda, uporabljana v tradicionalni medicini na različnih delih sveta. Prvi zapisi o ugodnem učinku ličink muh na celjenje okuženih ran so znani iz začetka šestnajstega stoletja. Največji vzpon je terapija dosegla po prvi svetovni vojni, ko jo je ameriški vojaški kirurg S. W. Baer prenesel iz bojišč v civilne bolnice. V letih med 1930 in 1940 je to terapijo uporabljalo 605 kirurgov na 5750 pacientih v več kot 300 bolnicah. Po odkritju antibiotikov konec druge svetovne vojne se je njena uporaba drastično zmanjšala. V zadnjih desetih letih pa popularnost metode ponovno narašča, predvsem zaradi pogostega pojavljanja bakterijskih sevov, rezistentnih na antibiotike, ki so najpogostejši vzrok kroničnih infekcij ran.

Terapijo biokirurškega zdravljenja kroničnih ran z ličinkami muh L. sericata smo uvedli tudi v Slovenijo. Na Biotehniški fakulteti, na Oddelku za biologijo, v okviru Katedre za biologijo mikroorganizmov,  smo leta 2000 vzpostavili kontinuirno gojenje muh L. sericata in začeli pridobivati sterilne ličinke za biokirurško aplikcijo. Razvili smo tudi metodo pridobivanja večjih količin ekskreta sterilnih ličink. Način delovanja ekskreta je sinergističen, saj deluje antibiotično, encimsko in proliferativno. Raziskovalno preučujemo zlasti antibiotične učinke ekskreta na različnih vrstah bakterij in gliv.

Z direktno aplikacijo ličink, ki jih je potrebno po 3-4 dneh delovanja odstraniti iz rane in nadomestiti z novimi, smo na Kliničnem centru v Ljubljani, na Kliničnem oddelku za kirurške infekcije, v času od januarja 2004 do maja 2007 uspešno pozdravili 36 pacientov s kroničnimi ranami. S preliminarni poskusi zdravljenja samo z uporabo ekskreta pa smo izjemno uspešno, v roku 48 ur, pozdravili kronične rane treh pacientov. 

Kaj so kronične rane?

Rane, ki nastanejo zaradi delovanja dolgotrajnih dejavnikov na okvarjena tkiva, imenujemo razjede. Njihovo celjenje je zavrto zaradi krajevnih in/ali sistemskih motenj presnove, ali bolezni. Če trajajo več kot osem tednov, jih imenujemo kronične rane. Glede na njihovo globino in na tkiva v katera segajo, jih razdelimo v več stopenj. Celjenje ran poteka v obdobjih. Začne se z vnetnim dogajanjem, nadaljuje s proliferacijo in epitelizacijo in konča s preoblikovanjem. Primarno se celijo le neokužene rane, okužena rana pa se mora izčistiti in zapreti z brazgotino. To celjenje je sekundarno in je dodatno zavrto, če je rana na tkivu, ki je okvarjeno zaradi bolezni na žilju, sistemske ali krajevne bolezni. Vplivi na celjenje ran so lokalni in sistemski. Sistemski vplivi so npr. starost, podhranjenost, imunsko kompromitirano stanje organizma in na celjenje ran škodljiv učinek zdravil. Lokalni vplivi na celjenje ran pa zajemajo tako arterijsko kot vensko slabo prekrvavitev posameznih predelov telesa in rast benignih in malignih tumorjev. Pomembno motnjo pri celjenju ran predstavlja okužba rane s patogenimi bakterijami.

Vseh dejavnikov, ki vplivajo na celjenje ran še ne poznamo, vendar nam današnje znanje omogoča pospeševanje celjenja. Poskrbimo lahko za splošno stanje bolnika in izboljšamo tudi krajevne pogoje v predelu telesa, kjer je rana. Najpomembnejši poseg ostaja kirurška odstranitev odmrlega tkiva, tako imenovana nekrektomija. Zdravljenje kroničnih ran zahteva ponavadi večkratno kirurško odstranitev le-tega.

Kljub različnim posegom je zdravljenje kroničnih ran tudi v današnjem času še vedno dolgotrajno, zahtevno, drago in ne nujno tudi uspešno. Biokirurška obdelava kroničnih ran z ličinkami muh Lucilia sericata oz. njenim biološko aktivnim sekretom lahko predstavlja alternativo modernim oblogam in kirurškemu nožu ali pa edini izhod kadar klasični medicinski pristopi ne omogočijo ozdravitve.

Zgodovina terapije z ličinkami

Uporaba mušjih ličink za celjenje ran sega daleč v preteklost. To terapijo so dobro poznali že avstralski aboridžini, ljudstva v Severni Burmi in Maji v Srednji Ameriki. Slednji so imeli poseben obred, pri katerem so v kri namočene krpe izpostavili soncu, da so nanje muhe izlegle jajčeca in jih naslednji dan položili na rane. Prve zapise o tej metodi zdravljenja ran lahko najdemo že v zgodnjih evropskih medicinskih tekstih, kot je Hortus sanitatus iz leta 1491. Prvi, ki je podrobneje opisal pozitivne lastnosti ličink muh na ranah, je bil vojaški kirurg Ambroise Paré (1509-1590), ki je opazil ličinke v ranah vojakov poškodovanih v Bitki za Sv. Quentin leta 1557. Učinke ličink na ranah so opisali tudi Hieronymus Fabricius leta 1634, Zachmann leta 1704 in Napoleonov vojaški kirurg, baron D. J. Larrey. Slednji je že leta 1829 ugotovil, da ličinke pospešijo celjenje tudi neočiščenih ran. Tem vojaškim opazovanjem so se pridružili tudi drugi vojaški kirurgi. J. G. Millingen je po bitki za Tallavero (1809) omenil prisotnost ličink pod obvezami na ranah vojakov, kirurg pri ameriški konfederacijski vojski, J. F. Zacharias, pa je kot prvi namerno vnašal ličinke v strelne rane, da bi pospešil njihovo zdravljenje na bojnem polju. Prvi, ki je začel terapijo z ličinkami znanstveno proučevati je bil ameriški kirurg W. S. Baer. Leta 1917 je pri pregledu dveh vojakov, ki sta sedem dni pozabljena ležala v jarku z globokimi vbodnimi ranami opazil, da sta oba brez znakov okužbe in da so rane, na katerih so bile ličinke muh, lepo prekrite z neokuženim, rožnatim granulacijskim tkivom. Izkušnje iz bojišča je prenesel v zdravniško prakso, kot klinični profesor ortopedske kirurgije v John Hopkins Medical School, ZDA. Sprva je uporabljal nesterilne larve. Kljub uspehom je prišlo tudi do težav in sicer predvsem do infekcij s kliničnim tetanusom. Kasneje je zato uporabljal sterilne ličinke. Po prvih uspešnih izkušnjah, ki jih je opisal v znanstveni literaturi, se je uporaba ličink zlasti v ZDA zelo razširila. Okoli l. 1930 se je proizvodnje ličink lotilo ameriško farmacevtsko podjetje Lederle in do l. 1935 je bilo na ta način zdravljenih 5750 pacientov. Zdravljenje so opravljali v več kot  300 bolnicah in pri njem je sodelovalo 605 zdravnikov. V tem času, pred odkritjem antibiotikov, je drugače zaradi okuženih ran umrlo v povprečju okoli 75% ljudi. Po odkritju sulfonamidov in kasneje antibiotikov v sredini prejšnega stoletja, pa je terapija z ličinkami skoraj popolnoma zamrla.

V znanstveni literaturi so se le še občasno pojavila poročila o uspešnem zdravljenju ran, kamor so ličinke prišle po slučaju. Kot rezultat teh občasnih opazovanj in pa resnih kliničnih problemov, ki so nastopili ob pojavu bakterij rezistentnih na antibiotike, npr. na meticilin rezistentni sevi Staphylococcus aureus (MRSA), so nekateri zdravniki začeli razmišljati o ponovni uvedbi biokirurške terapije. V osemdesetih letih prejšnega stoletja sta bila med prvimi Sherman in Pechter in v devedesetih letih so odprli prvi evropski razvojni center v Bridgent-u v angleškem Južnem Wales-u (http://www.larve.com). Leta 1996 je bila ustanovljena Mednarodna bioterapevtska zveza (International Biotherapy Society=IBS), ki skrbi za pretok informacij pomembnih za raziskave in uporabo živih organizmov pri zdravljenju (http://biotherapy.md.huji.ac.il). Z biokirurško terapijo so se začeli ukvarjati tudi v Nemčiji, Avstriji, Izraelu, na Madžarskem, Švedskem, na Danskem, v Belgiji, Ukrajini, in od leta 2000 tudi v Ljubljani. V večini naštetih držav zdravljenje s pomočjo ličink muh krije osebno zdravstveno zavarovanje. V Sloveniji je to žal še vedno neurejeno.

Slovenske izkušnje

2002 leta smo začeli z gojenjem muh L. sericata v Ljubljani v okviru Katedre za biologijo mikroorganizmov na Oddelku za biologijo Biotehniške fakultete UL. Vzpostavili smo kontinuirno gojenje muh L. sericata in vzgojili sterilne ličinke. V sodelovanju s Kliničnim oddelkom za kirurške infekcije v Ljubljani (vodja prof. dr. D. Smrke), smo v preteklih dveh letih uspešno pozdravili 33 pacientov s kroničnimi ranami (Gunde-Cimerman, 2005). 2 pacienta smo zdravili v Splošni bolnici Jesenice in enega v Bolnišnici dr. Franca Derganca Nova Gorica.

Kateri tipi ran so primerni za zdravljenje?

Na osnovi lastnih izkušenj in na osnovi navedb iz literature smo določili ustrezne tipe ran za zdravljenje z biokirurgijo. To so: gnojni diabetični ulkusi; osteomielitis, ki se razvije pod gnojnimi ranami; okuženi piki žuželk; ulkusne lezije; opekline; določeni tipi benignih in malignih tumorjev, zlasti kožni; abscesi. Na splošno je zdravljenje najbolj uporabno za nekrozne, gnojne, gangrenozne rane, še zlasti takrat, kadar je pacient imunsko kompromitiran, slabega zdravja ali pa ne tolerira antibiotikov.

Kako terapija poteka?

Ličinke apliciramo na rane po naslednjem protokolu:

okolico rane najprej prekrijemo s hidrokoloidno obvezo, ki zaščiti kožo in preprečuje ličinkam, da bi ušle iz ran. Ličinke nato s pomočjo spiranja s fiziološko raztopino prenesemo iz stekleničke na mrežasto tkanino, ki jo položimo na rano. To prekrijemo s tanko obvezo, ki ličinke zadrži v rani. Po treh dneh ličinke odstranimo s spiranjem s fiziološko raztopino in apliciramo nove. Postopek v povprečju ponavljamo še dvakrat ali pri zelo težavnih ranah tudi večkrat. V večini primerov pa je enkraten postopek že povsem dovolj.

Katere so pozitivne lastnosti delovanja ličink na ranah?

Ugodne učinke delovanja ličink na zdravljenje ran lahko razdelimo v naslednje sklope:

(i)                Mehansko delovanje. Z lazenjem in draženjem ter s pomočjo ustnih kavljev in površinskih struktur, ličinke mehansko stimulirajo živo tkivo. Poveča se količina eksudatov v rani, drenaža rane, kar pripomore k odstranjevanju mrtvega tkiva in izpiranju bakterij.

(ii)              Encimsko delovanje. Ličinke encimsko razgrajujejo nekrotično tkivo s svojimi izločki. Le-ti vsebujejo proteolitične encime, ki povečajo utekočinjanje mrtvega tkiva. V izločkih ličink L. sericata so našli kolagenazo, triptazo, peptidaze (karbopeptidazo A in B, levcin aminopeptidazo, tripsin aminopeptidazo) in lipaze.  

(iii)            Proliferativno delovanje. Na ranah, ki jih zdravimo z ličnkami se pojavi zdravo granulacijsko tkivo. Odkrili so, da izločki vsebujejo proliferativni faktor alantoin. V novejših  raziskavah so preizkušali proliferativni učinek izločkov mušjih ličink na celični tkivni kulturi fibroblastov in ugotovili pozitivno sinergistično delovanje ekskreta ličink in človeških citokinov.  

(iv)            Antibakterijsko delovanje. Prvi raziskovalci (1932) so v filtratih maceriranih ličink ugotovili obstoj t.i. 'aktivnega principa', ki ima terapevtske lastnosti in vzdržuje visok pH.  Sčasoma so ugotovili, da ličinke v ranah kot tudi ekskret in vitro delujejo zaviralno na rast bakterij vrst Staphylococcus aureus, Streptococcus hemolyticus, Streptococcus pyogenes, Clostridium welchii, Proteus vulgaris in MRSA.  Zaradi temperaturne in proteolitične rezistence neznane snovi, ki deluje antibakterijsko, so kasnejši raziskovalci proučevali potencialno prisotnost antibakterijskih peptidov, ki so drugače znani kot del prirojene imunosti insektov. Leta 2004 so našli v izločkih L. sericata oligopeptid, ki ima antibakterijske lastnosti.

Ima lahko terapija z ličinkami tudi nezaželene učinke?

Pri terapiji zdravljenja ran z ličinkami se lahko občasno pojavijo tudi neželeni učinki. Pride lahko do žgečkanja ali skelenja ter do rahlo pekočega občutka zaradi lazenja larv po zdravi koži okoli rane (Pechter in Sherman, 1983). Uporaba ličink je lahko neprijetna zaradi negativnega odnosa ljudi do tovrstnega zdravljenja.  

Uspešnost zdravljenja

Primer 1: terapija z ličinkami
Pred terapijo	Po terapiji

Primer 2: terapija z ličinkami
Pred terapijo	Po terapiji

Primer 3: terapija z ličinkami
Pred terapijo	Po terapiji

Primer 4: terapija z ekskretom
Pred terapijo	Po terapiji

Primer: terapija z ekskretom
Pred terapijo	Po terapiji

Cenik

Kdo smo?

Z gojenjem muh in s terapijo z ličinkami muh vrste Lucilia sericata se ukvarjamo asist. dr. Aleš Lapanje, univ. dipl. biol., doktorand Domen Jaklič, univ. dipl. biol. in diplomant Klemen Zupančič. Raziskujemo predvsem učinke vitrifikacije embrijev muh na njihovo preživelost in pa antibakterijsko delovanje izločkov ličink. Predstojnica Katedre za biologijo mikroorganizmov, prof. dr. Nina Gunde-Cimerman, pa koordinira delo celotne ekipe.

Projekti

Projekt L3 – 5321 z naslovom Biokirurgija kronične rane – zdravljenje z ličinkami muh Lucilia sericata. Vodja prof. dr. Z. Arnež, dr. med., višji svetnik (trajanje projekta 1.1.2003 – 31.12.2005)

Predavanja

GUNDE-CIMERMAN, Nina. Biokirurgija s pomočjo mušjih ličink, Ljubljana, Biološko središče, 25. apr. 2002.

 Gunde-Cimerman N. 2005. Maggot therapy without maggots – a new approach to biosurgery. Programme and Abstracts. Key note lecture. 24th European Joint and Bone Infection Society Meeting, May 19 – 21, Ljubljana, Slovenia.

 LAPANJE, Aleš, JAKLIČ, D., ZUPANČIČ, K., SMRKE, Dragica, ARNEŽ, Zoran M., GUNDE-CIMERMAN, Nina. Research on maggots of Lucilia sericata (Meigen, 1826) and their clinical importance. V: 6th International Conference on Biotherapy, June 16-20, 2003 Sivas (Turkey). [Program and abstracts].

 PARAĆ, Zlatko, SMRKE, Dragica, ARNEŽ, Zoran M., GUNDE-CIMERMAN, Nina. Infection control by additional maggot therapy in antibiotic treated diabetic patients with chronic foot ulcers. V: [Oral abstracts]. Duesseldorf: Diabetic Food Study Group, 2004, str. 84.

PARAĆ, Zlatko, SMRKE, Dragica, ARNEŽ, Zoran M., GUNDE-CIMERMAN, Nina. Infection control by additional maggot therapy in antibiotic treated diabetic patients with chronic foot ulcers. V: Innovation, education, implementation : final programme, abstracts. Prague: European Wound Managemnet Association, 2006, str. 121.

Diplomski nalogi

JAKLIČ, Domen. Antibakterijsko delovanje izločkov ličink muhe Lucilia sericata Meigen (1826). Diplomska naloga : univerzitetni študij = Antibacterial activity of green bottle fly Lucilia sericata Meigen (1826) larval secretions. Graduation thesis : university studies. Ljubljana: [D. Jaklič], 2005.

 Diplomska naloga v delu:

Zupančič Klemen. Shranjevanje embrijev muhe blestivke (Lucilia sericata, Maigen, 1826)

Prejeta nagrada

Prva nagrada British council za popularizacijo znanosti v letu 2005, za prispevek Muha Blestivka v medicini (Blow flies in medicine) avtorja K. Zupančiča. Na osnovi te nagrade je bil posnet poluren dokumentaren film, ki je bil predvajan na TV, SLO 1,  Zenit,  dne 17.10.2005 ob 20.30 uri. V oddaji so sodelovali: K. Zupančič, D. Jaklič, A. Lapajne, N. Gunde-Cimerman in sodelavci s kliničnega centra: D. Smrke in Parač.

Intervju v dnevnem časopisju

GUNDE-CIMERMAN, Nina, SVETE, Tatjana. Drobni biokirurgi rešujejo življenja. Astro novice, 2005, let. XIII, št. 47, str. 9.

Televizijske oddaje

POP TV - prispevek v oddaji Vizita

RTV SLO – Dokumentarna oddaja Zenit: Muha blestivka v medicini (scenarij: Andraž Poeschl, režija: Slavko Hren, 2005)

RTV SLO – Dokumentarna oddaja Žuželke (scenarij: Ana Dular Radovan, kamera: Bernard Perme, režija: Aleksandra Vokač, 2007)