RAPORT

Imigranci na granicy z Białorusią

Nieskuteczne antybiotyki i półżywe uparte bakterie

Bakterie mają geny oporności na antybiotyki zakodowane w swoim DNA (fot. Shutterstock/arun Ontakrai)
Bakterie mają geny oporności na antybiotyki zakodowane w swoim DNA (fot. Shutterstock/arun Ontakrai)

18 listopada obchodziliśmy Europejski Dzień Wiedzy o Antybiotykach. Minął niemal bez echa w mediach zajętych pandemią kronawirusa, ewidentnie wymykającą się spod kontroli (co skończy się ok. 50 tys. nadmiarowych zgonów) i tym, co dzieje się na naszej wschodniej granicy. Dzień wcześniej na łamach „Nature” mikrobiolodzy z Izraela opisali nowy stan funkcjonowania „zestresowanych” komórek bakteryjnych, który wymagałby jeszcze mądrzejszego podchodzenia do antybiotykoterapii. Być może jego dogłębne poznanie pozwoli opracować antybiotyki, na które znacznie trudniej się będzie bakterii uodpornić.

Infekcje a szczepienia

Podstawowym zagadnieniem nurtującym ostatnio wielu uczonych, a za nimi opinię publiczną, jest pytanie, czy przeciw COVID-19 szczepimy się głównie...

zobacz więcej

Głównym celem takiego dnia jest zwrócenie uwagi i podniesienie świadomości społeczeństwa, polityków oraz specjalistów medycznych na temat zjawiska narastania i rozprzestrzeniania się oporności na antybiotyki wśród drobnoustrojów wywołujących zakażenia u człowieka. Pisałam o tym zagadnieniu wielokrotnie, bo problem narasta gwałtownie od co najmniej ćwierćwiecza.

Ma wiele źródeł w naszej psychologii i ekonomii, a nie tylko w naturalnej dla bakterii zmienności genetycznej, która podlega w szpitalach selekcji masowo stosowanymi różnorodnymi antybiotykami. Czyli darwinowska ewolucja w akcji, którą widzimy gołym okiem, choć bakterie są dla niego niewidoczne.

Widzimy głównie dlatego, że bakterie mnożą się bardzo szybko, a więc szybko mutują. Oporność zaś na antybiotyki wynika często z mutacji, które powodują, że bateria robi się niewrażliwa na działanie leku. Albo potrafi zniszczyć cząsteczkę antybiotyku, zanim ona zadziała i zabije bakterię.

Nie jesteśmy na ogół uczonymi mikrobiologami ani lekarzami. Każdy z nas jednak może przyłączyć się do ratowania antybiotyków – leków ostatniej szansy w zakażeniach bakteryjnych. Bo ludzie już dziś umierają na choroby wywołane przez wielooporne bakterie, jak prątek gruźlicy, dwoinka rzeżączki, pałeczka New Delhi (Klebsiella pneumoniae), meticilino- i wankomycynooporne gronkowce złociste, pałeczka ropy błękitnej wrażliwa tylko na kolistynę albo i na nic, i jeszcze 40 lat temu Bogu ducha winne enterokoki, które się w międzyczasie uodporniły na wszystko.

Bakterie mają geny oporności na antybiotyki zakodowane w swoim DNA – często na tzw. elementach ruchomych, czyli rodzajach genetycznych walizeczek, które z łatwością przemieszczają się między nawet niespokrewnionymi bakteriami. I tak oporność na antybiotyki się rozprzestrzenia nie tylko „pionowo” w postępie geometrycznym – od bakterii opornej na jej potomstwo, ale i „w poprzek”, czyli horyzontalnie, pomiędzy niespokrewnionymi bakteriami.

Proteazy rządzą, czyli nowy lek na COVID

Firma Pfizer ogłosiła 5 listopada, czym natychmiast zachłysnęły się wszystkie agencje informacyjne na świecie, że ich kandydat na lek (Paxlovid)...

zobacz więcej

Jak możemy ratować antybiotyki w naszej codzienności? Przyjmując antybiotyki, należy przestrzegać zaleceń lekarza, czyli np. trzy razy dziennie oznacza co osiem godzin, a nie dowolnie kiedykolwiek, a dwie tabletki oznacza dwie, a nie jedną – lub odwrotnie.

Jeśli to możliwe, należy zapobiegać zakażeniom poprzez szczepienia. Należy regularnie myć ręce i ręce dzieci, na przykład po kichnięciu lub zakasłaniu, przed dotknięciem innych przedmiotów lub ludzi. Antybiotyki należy stosować wyłącznie na podstawie recepty, nie używać pozostałości z poprzedniej kuracji ani antybiotyków nabytych bez recepty.

Należy zapytać farmaceutę, co zrobić z niewykorzystanym lekiem i nie wyrzucać go do śmieci. I przede wszystkim nie wymuszać na lekarzach przepisania antybiotyku – oni potrafią stwierdzić na ogół, z jakiego typu zakażeniem mamy do czynienia: wirusowym, gdzie antybiotyki nie będą skuteczne, czy bakteryjnym.

Bakterie są tu od 3,5 mld lat, my – w najbardziej nawet odległej i pierwotnej postaci – od 2 mln lat. Kto ma zatem większą szansę w starciu z naturą? Oczywiście mamy mózg i to jest nasza jedyna przewaga, bo ani nie mnożymy się tak szybko jak one, ani nie ewoluujemy w tempie zwrotnym pod naciskiem selekcji – masowego stosowania antybiotyków, ani nie zaadaptujemy się szybko do jakiegoś nowego, zupełnie obcego środowiska.

Twoje INFO - kontakt z TVP INFO
Dzięki efektom pracy uczonych, czyli ludzkiemu mózgowi, odkąd Aleksander Fleming dostał nagrodę Nobla za odkrycie penicyliny, liczba ludności na świecie wzrosła grubo ponad trzykrotnie. A to tylko 75 lat. Trzy pokolenia. Jednak już Fleming podczas swojego wykładu noblowskiego powiedział, że oporność na antybiotyki powstanie i będzie się szerzyć.

Niebezpieczeństwo wyczuwamy nosem

W swoich reakcjach zdajemy się polegać głównie na wzroku, nieco mniej na słuchu – dwu zmysłach działających na odległość. Dzięki pracom szwedzkich...

zobacz więcej

Był to rok 1945, on nic nie wiedział o DNA, o mutacjach w nim ani o ruchomych elementach genomu, jak plazmidy i transpozony, które przenoszą geny oporności na leki masowo pomiędzy bakteriami.

Antybiotyki wprowadzają bakterie – podobnie jak inne czynniki – w stan poważnego stresu zagrażającego życiu. Stres ten i to w dodatku na pojedynczych komórkach bakterii bada od lat grupa uczonych z Uniwersytetu Hebrajskiego w Jerozolimie pod kierunkiem Nathalie Balaban. W sprawozdanym na łamach ostatniego „Nature” eksperymencie badali dynamikę pojedynczych komórek, które zostały poddane ostremu stresowi, zbyt silnemu, aby regulować reakcję, ale nie śmiertelnemu.

Gdy wzrost bakterii był zatrzymany przez ostrą, przejściową ekspozycję na silne inhibitory (co do zasady działania takie jak antybiotyki) zaobserwowano, że ten sam stres (to samo stężenie inhibitora wzrostu bakterii), zastosowany gwałtownie lub stopniowo, może prowadzić do zupełnie innej dynamiki regeneracji. Regeneracja zaś u bakterii – skoro są zasadniczo jednokomórkowe i badamy pojedynczą komórkę – to stan wznowienia podziałów komórkowych. Mierząc dynamikę regeneracji po ekspozycji na stres na tysiącach komórek, pokazano, że zastosowany model matematyczny może przewidzieć wynik pomiarów trwałości antybiotyków.

Trzeba tu zrozumieć, że działanie antybiotyków polega najczęściej na hamowaniu wzrostu komórki bakteryjnej (np. penicyliny hamują budowanie ściany komórkowej, gentamicyna czy streptomycyna hamują działanie bakteryjnego rybosomu). Zatem komórka ta zatrzymuje wzrost (tzw. efekt bakteriostatyczny) i nie jest w stanie się, dzielić.

Szczepienia w Trzecim Świecie

Połowa Polaków ich nie chce, a w krajach rozwijających się ludzie daliby wiele, by móc się za darmo zaszczepić przeciw COVID-19. Badania z RPA...

zobacz więcej

Na ogół nie jest w stanie długo trwać w takim zatrzymaniu. Zatem – zwłaszcza gdy spotka się gwałtownie z wysokim stężeniem leku – po prostu nie jest w stanie dalej utrzymać integralności komórki i dosłownie pęka czy rozlewa się poza osłony komórkowe.

Jednak niektóre komórki, zwłaszcza te, które były w stanie spoczynku, nie rosły w danym momencie i nie dzieliły się intensywnie; gdy stężenie antybiotyku było niższe od zabójczego, potrafią niejako przetrwać atak w uśpieniu.

Wyniki izraelskich badaczy skupionych na tym stanie „hibernacji” w odpowiedzi na stres mogą wyjaśniać wszechobecny fenotyp oporności na antybiotyki, którego bardzo często nie da się powiązać z konkretnymi „genami oporności”. Okazuje się zatem, że pod wpływem stresu można zaobserwować dwa różne stany komórkowe: stan regulowany, który przygotowuje komórki do szybkiego powrotu do zdrowia, oraz stan zaburzony w wyniku ostrego stresu, z powolną i niejednorodną dynamiką regeneracji. Lepsze zrozumienie tego ostatniego, jak twierdzą badacze, może rzucić nowe światło na przeżycie i ewolucję komórek pod wpływem stresu.

Reakcje na stres umożliwiają komórkom – także bakteryjnym – przystosowanie się do zmian warunków zewnętrznych poprzez aktywację określonych szlaków metabolicznych czy/i rozwojowych. A co nas nie zabija, to nas wzmacnia, nieprawdaż? Cóż, bakterie mają tę samą filozofię życiową, a my musimy myśleć: odkrywcy czy twórcy nowych antybiotyków, firmy farmaceutyczne, które je produkują, lekarze, którzy je ordynują i pacjenci, którzy je przyjmują.

Musimy myśleć o tym, jak realnie bakterie reagują na antybiotyki. Bo z takiej jednej niezmordowanej, uporczywej komórki, która sobie poradzi, może się odnowić całe wielkie zakażenie. Chodzi o to, aby minimalizować taką możliwość. Żeby uratować cud medycyny współczesnej, jakim niewątpliwie są antybiotyki.

Aplikacja mobilna TVP INFO na urządzenia mobilne Aplikacja mobilna TVP INFO na urządzenia mobilne
źródło:
Zobacz więcej