Oporność na antybiotyki pojawiła się bez naszego udziału

Co było pierwsze, jajo czy kura? Antybiotyk czy oporność na niego? Biologia zna odpowiedź na oba te, zdawałoby się trudne, pytania. Brzmią: jajo (bo mają je już gady jajorodne, które nie były przodkami ptaków, a są starsze od nich ewolucyjnie) i oporność (bo wynika z mutacji w DNA bakterii, a te zachodzą absolutnie przypadkowo). Zaskakujące jest jednak, że gronkowce oporne na meticilinę, czyli słynne MRSA, które od 40 lat dewastują antybiotykoterapię, pojawiły się dawno i bez żadnego związku z zastosowaniem przez człowieka penicylin, także tych specjalnych, przeciwgronkowcowych. Wyewoluowały bowiem w… jeżach.

Gdy Sir Aleksander Fleming odbierał Nagrodę Nobla z Fizjologii i Medycyny za rok 1945, gdyż odkrył był penicylinę, w swoim noblowskim wykładzie zauważył, że oporność na cudowne leki, jakimi są antybiotyki, nie tylko pojawi się z pewnością, ale i szeroko rozprzestrzeni, gdy będą one masowo stosowane w terapii. Rozumiał bowiem dogłębnie prostą prawdę, że działanie wywołuje przeciwdziałanie, a ewolucja to zmienność (jeszcze nie wiedział, że genomu, bo rolę DNA w dziedziczeniu odkryto znacznie później) i selekcja przez dobór naturalny. Zatem pojawienie się w środowisku antybiotyków będzie wymuszać co najmniej ową selekcję w kierunku szczepów opornych bakterii.  

Masowe pojawienie się bakterii opornych   

 Oczywiście w kwestii antybiotyków zachowywaliśmy się jak małpa z brzytwą. Tetracykliną leczyliśmy wszystko, podobnie jak 60-80 lat wcześniej opium. Braliśmy antybiotyki byle jak i na byle co, wymuszaliśmy je na lekarzach, etc. Co więcej, zaczęliśmy je masowo i bez żadnej kontroli stosować nie tylko w weterynarii, ale i w tuczu zwierząt hodowlanych. Efekt? Masowe pojawienie się bakterii opornych.

Zwłaszcza pojawienie się w latach 60. XX w. gronkowców złocistych opornych na meticilinę (MRSA), stało się już dekadę później gigantycznym wyzwaniem dla lecznictwa szpitalnego i zdrowia publicznego. Dość powiedzieć, że w 1995 poziom zakażeń szpitalnych przypisywanych MRSA wynosił 22 proc. a dwa lata później osiągnął 50 proc. Problem jest także finansowy, bo zakażeń wywołanych przez szczepy MRSA nie można leczyć ŻADNYM antybiotykiem betalaktamowym, czyli penicylinami, cefalosporynami, monobaktamami czy karbapenemami. Trzeba sięgać po droższe leki. Dziś MRSA są powszechne i wielooporne, np. u 90 proc. z nich występuje ponadto oporność na makrolidy (np. erytromycyna) oraz fluorochinolony (np. ciprofloksacyna).

Penicyliny przeciwgronkowcowe zostały wprowadzone do terapii natychmiast, gdy gronkowce uodporniły się na penicylinę, ampicylinę i podobne leki, posiadłszy enzym, tzw. beta-laktamazę – zdolny je rozkładać. Jednak MRSA to zupełnie inny problem – tu mutacji uległo konkretne białko – enzym współodpowiedzialny za produkcję ściany komórkowej gronkowca, tzw. białko wiążące penicylinę (PBP). Skoro enzym nie umie teraz związać penicyliny, zatem nie jest hamowany przez ten antybiotyk i buduje ścianę komórkową gronkowca w obecności antybiotyku.

Już dawno opisano pięć genów syntetyzujących różne zmutowane białka PBP, warunkujące oporność na meticilinę. Dziś na łamach „Nature” duńscy bakteriolodzy z prestiżowego Statens Serum Institut w Kopenhadze, pod kierunkiem Andersa Larsena, poinformowali, że co najmniej jedna z owych pięciu „linii rodowych” MRSA „pojawiła się u jeży europejskich w erze przedantybiotykowej. Następnie linie te rozprzestrzeniły się w lokalnych populacjach jeży oraz między jeżami a żywicielami wtórnymi, w tym zwierzętami gospodarskimi i ludźmi.”

Cóż, nie sądzę, że duńskim epidemiologom molekularnym chodzi o to, by całą winę za kryzys antybiotykoterapii, w jakim obecnie wszyscy wspólnie się znajdujemy, zwalić na Bogu ducha winne i coraz bardziej zagrożone wyginięciem jeże. Natomiast chodzi o to, by zrozumieć realne drogi powstawania, pojawiania się i rozprzestrzeniania oporności na leki, zanim wybuchnie ona w szpitalach.

 Sukces ewolucyjny  

 Z badań kopenhaskich mikrobiologów wynika ponadto, że kolonizujący jeże dermatofit Trichophyton erinacei, wywołujący u ludzi i zwierząt grzybice skóry, wytwarza dwa antybiotyki β-laktamowe, które zapewniają naturalne selektywne środowisko. W otoczeniu tych antybiotyków powstały przypadkowo mutant gronkowca o zmienionym białku PBP ma większe szanse na przeżycie i wydanie potomstwa (czyli podział na komórki potomne), niż jego pobratymiec, którego DNA nie zmutowało. Tak zatem owa linia MRSA osiągnęła sukces ewolucyjny, zanim jakiekolwiek penicyliny przeciwgronkowcowe wprowadzono do terapii.

Wprawdzie meticilina i podobne do niej związki są antybiotykami półsyntetycznymi, to antybiotyki jako takie są u swego zarania produktami naturalnymi. Ich wytwórcami są glebowe promieniowce i liczne grzyby. Nie są bowiem – i o ile pamiętamy historię, jak sir Aleksander Fleming penicylinę odkrył, będzie to dla nas jasne – wynikiem niesamowitej kreatywności rozumu ludzkiego. Są bronią stosowaną przez jedne mikroorganizmy w wojnie z innymi mikroorganizmami. Żeby grzyb mógł skolonizować kolczastą skórę jeża, potrzebuje czegoś do wytłuczenia flory skórnej gospodarza i zrobienia dla siebie „przestrzeni życiowej”. Bakteria zaś miała genetyczną moc, by na te rugi nie pozwolić. 

„Wszyscy mamy wspólne zdrowie”

Jak podsumowują autorzy: „ta konkretna oporność, ale niewykluczone, że wiele innych również, pojawiła się zatem w erze przedantybiotykowej jako koewolucyjna adaptacja gronkowca złocistego. do kolonizacji jeży zakażonych dermatofitami. Ewolucja klinicznie istotnych genów oporności na antybiotyki u dzikich zwierząt oraz łączność ekosystemów naturalnych, rolniczych i ludzkich pokazują, że zastosowanie podejścia »wszyscy mamy wspólne zdrowie« ma kluczowe znaczenie dla naszego zrozumienia i zarządzania antybiotykoopornością, która jest jednym z największych zagrożeń dla zdrowia na świecie, bezpieczeństwa żywnościowego i rozwoju.” 

Przeczytaj też: Nowy antybiotyk daje nadzieję na wyeliminowanie boreliozy

Prosto rzecz ujmując, jeśli chcemy ocalić cud, jakim są antybiotyki, a coraz trudniejsze to zadanie, nie możemy uciekać przed faktem ich obecności nie tylko w naszym domu, ale i zagrodzie, nie tylko w szpitalu, ale i na fermie drobiu, nie tylko w kulturze, ale i w naturze. Trzeba pojąć, że nie żyjemy w jakiejś bańce oddzieleni od środowiska. A bakterie mają ewolucyjną historię o 3,5 mld lat dłuższą niż nasza i naprawdę wiele potrafią.

#antybiotyki #bakterie #odporność #dna #medycyna