Epidemiolodzy biją na alarm od lat: rosnąca antybiotykooporność bakterii chorobotwórczych może lada moment doprowadzić do sytuacji, w której ludzie będą znowu masowo umierać z powodu chorób zakaźnych i infekcji ran. Jedyną szansą jest odkrycie nowych antybiotyków zdolnych do zwalczania bakterii opornych na dotychczas stosowane leki. I to właśnie udało się naukowcom z Northeastern University w Bostonie, o czym poinformowali na łamach Nature.
Wprowadzenie do użycia antybiotyków było jednym z większych przełomów w medycynie. Niestety okazało się, że chorobotwórcze bakterie szybko nabywają oporności na toksyczne dla nich związki, a dzieje się to szybciej niż ludzkość identyfikuje i wprowadza do terapii nowe, skuteczne leki. Lekooporność bakterii powstaje na drodze spontanicznej mutacji genowej, a potem szybko przekazywana jest innym bakteriom. Antybiotykooporne patogeny są np. zdolne do wytwarzania enzymów rozkładających antybiotyk. Innym sposobem na uniknięcie toksycznego działania antybiotyku jest zmiana w budowie miejsca docelowego dla antybiotyku (np. podstawienie kilku aminokwasów, gdy miejscem docelowym jest białko), tak że lek traci swój punkt uchwytu. Lekooporne bakterie mogą też aktywnie usuwać antybiotyki przedostające się do ich komórek lub blokować ich transport z środowiska do wnętrza komórek.
Oporność bakterii chorobotwórczych na antybiotyki jest coraz poważniejszym zagrożeniem dla zdrowia publicznego, co jest konsekwencją nadużywania antybiotyków (każdego roku notuje się kilkuprocentowy wzrost liczby zapisywanych leków przeciwbakteryjnych) i ich niewłaściwego stosowania zarówno w leczeniu zakażeń, jak i w sektorach pozamedycznych (m.in. w rolnictwie czy przemyśle spożywczym). Dane Europejskiego Centrum Profilaktyki i Kontroli Zakażeń (European Centre for Disease Prevention and Control) mówią, że antybiotykooporne bakterie odpowiadają obecnie za 25 tys. zgonów w Europie rocznie. Największym problemem są zakażenia szpitalne. W niektórych europejskich szpitalach opornych na większość antybiotyków jest już 100 proc. szczepów Klebsiella pneumoniae. Pojawiają się także szczepy Enterobacteriaceae oporne na karbapenemy, uważane za leki ostatniej szansy w przypadkach ciężkich zakażeń. Kolejny problem to wielolekooporna gruźlica. W 2013 r. odnotowano na świecie 480 tys. nowych przypadków zakażenia antybiotykoopornymi prątkami gruźlicy, a dane te są z pewnością zaniżone. Tymczasem, ostatni nowy antybiotyk pojawił się na rynku w 1987 r., czyli niemal 30 lat temu.
Dlatego niedawne odkrycie naukowców z Bostonu zostało powitane przez świat medyczny z wielkim entuzjazmem. Zespół badaczy pod kierunkiem Kim Lewis zastosował innowacyjną metodę hodowli bakterii glebowych, będących istną kopalnią antybiotyków. Dotychczas, choć wiedziano o potencjale tkwiącym w wolno żyjących bakteriach glebowych, to w laboratorium na standardowych pożywkach mikrobiologicznych potrafiono wyhodować zaledwie około 1 proc. z nich. Wszystkie „hodowlane” bakterie glebowe przebadano pod kątem wytwarzania przez nie antybiotyków już w latach 60-tych ubiegłego wieku. Bostońscy naukowcy zastosował do hodowli bakterii glebowych opracowane przez siebie iChipy czyli płytki z mikroskopijnymi komorami, w których umieszcza się pojedynczo komórki bakterii. Następnie płytkę taką umieszcza się w laboratoryjnym pojemniku wypełnionym glebą, z której pochodzą badane bakterie, wzbogaconą w naturalne substancje pobudzające wzrost bakterii (np. chelatujące żelazo siderofory). W ten sposób naukowcom udało się wyhodować aż 10 tys. koloni bakterii i wyizolować z nich 25 różnych związków o potencjale bakteriobójczym. Najbardziej obiecującym jako nowy antybiotyk okazała się teiksobaktyna (Teixobactin). Mechanizm jej działania polega na inhibicji w komórkach bakteryjnych syntezy peptydoglikanów, czyli związków budujących bakteryjną ścianę komórkową. Zdaniem mikrobiologów, oporność na tak działający związek nie powinna rozwijać się zbyt szybko. Jak spekulują autorzy badań, pierwsze bakterie oporne na teiksobaktynę mogą pojawić się po kilkudziesięciu latach od wprowadzenia jej na rynek.
Dotychczasowe badania prowadzone na linach komórkowych oraz modelach mysich wykazały, że teiksobaktyna jest skuteczna m.in. przeciwko prątkom gruźlicy Mycobacterium tuberculosis, komórkom Clostridium difficile, opornym na metycylinę szczepom gronkowca złocistego (MRSA) oraz opornym na wankomycynę enterokokom (VRE). Co istotne, testy wykazały brak toksyczności teiksobaktyny wobec tkanek ssaków. Jeśli dalsze badania będą przynosić równie pozytywne rezultaty, teiksobaktyna ma szansę pojawić się na rynku (prawdopodobnie najpierw w postaci zastrzyku) już w 2019 roku. Oczywiście, antybiotyk ten ma też swoje ograniczenia, wśród których najistotniejszym jest fakt, że działa wyłącznie na bakterie Gram-dodatnie.
Równie obiecującym jak fakt odkrycia nowego antybiotyku, jest opracowanie nowej metody hodowli bakterii glebowych, gdyż to oznacza otwarcie zupełnie nowych możliwości w poszukiwaniach związków bakteriobójczych. Już powstały plany stworzenia mikrobiologicznej, globalnej mapy gleby, z uwzględnieniem miejsc obfitujących w dotąd nieznane gatunki bakterii, takich jak bagna, jaskinie czy gorące źródła. Pomysłodawcami mapy gleby są amerykańscy naukowcy z Rockefeller University. Do pomocy przy jej tworzeniu nawoływani są wszyscy obywatele, którzy zachęcani są do przesyłania badaczom próbek gleby. Szczegółowe informacje o tym, jak pobrać, oznaczyć, zabezpieczyć oraz przesłać próbkę gleby dostępne są na stronie Drugs from Dirt (http://www.drugsfromdirt.org).
A new antibiotic kills pathogens without detectable resistance, Losee L. Ling et al., Nature, doi:10.1038/nature14098, published online 7 January 2015
More from Publikacje
Glikemia matki a funkcje poznawcze dziecka po latach
W "Diabetes Care" opublikowano wyniki prospektywnego badania EPICOM oceniającego długoterminowe skutki hiperglikemii wewnątrzmacicznej u płodu i jej wpływ na funkcje …
Przemoc wobec ciężarnej a powikłania okołoporodowe
Przemoc rodzinna jest szczególnie niebezpieczna wobec kobiety ciężarnej. Wcześniejsze metaanalizy sugerowały, że istnieje związek miedzy przemocą w rodzinie a powikłaniami …
Czy dzieci urodzone po terminie porodu są zdrowsze od tych urodzonych o czasie?
Ciąża po terminie porodu (hbd 41.+0 tc.) i ciąża przenoszona (hbd 42.+0 tc.) są związane z większym ryzykiem powikłań okołoporodowych. …