Każdego roku na całym świecie około 700 tysięcy ludzi umiera z powodu infekcji wywołanych przez różnego rodzaju bakterie odporne na obecnie istniejące antybiotyki.
Oto kilka przykładów: Otwarte złamanie spowodowało infekcję kości udowej u kobiety. Do leczenia zastosowano antybiotykoterapię, która jednak zakończyła się niepowodzeniem, a pacjent zmarł w wyniku wstrząsu septycznego. Klebsiella, bakteria o normalnej ludzkiej florze, została później uznana za chorobotwórczą i oporną na wszystkie 26 antybiotyków zarejestrowanych w Stanach Zjednoczonych.
Każdego roku około 23 tysiące osób w Stanach Zjednoczonych, 25 tysięcy w Europie i około 700 tysięcy ludzi na całym świecie umiera z powodu chorób zakaźnych wywoływanych przez bakterie antybiotykooporne. Zdaniem ekspertów za około trzy dekady śmiertelność z powodu takich bakterii osiągnie 10 milionów ludzi rocznie. Jednak fundusze na rozwój nowych antybiotyków maleją.
Dlaczego więc bakterie stają się agresywne i odporne na leki? I dlaczego w takim razie opracowywanie nowych antybiotyków jest nieopłacalne?
Jak wiesz, antybiotyki zostały odkryte zupełnie przypadkowo. Alexander Fleming wyróżniał się niechlujnością, która wcale nie maluje naukowca, a tym bardziej bakteriologa. W 1922 roku, gdy śluz z jego nosa dostał się do kolonii bakterii, naukowiec przypadkowo odkrył enzym zwany lizozymem. A 6 lat później, w 1928 roku, przypadkowo wprowadził zarodniki pleśni do kultury gronkowców i zauważył, że wszystkie bakterie wokół wyhodowanego grzyba obumarły.
Naukowiec doszedł do wniosku, że dzięki pleśni syntetyzuje się substancję bakteriobójczą, wypierając bakterie konkurujące o pożywkę. Fleming wyodrębnił penicylinę z pleśni, która okazała się skuteczniejsza niż te zewnętrzne środki antyseptyczne, które były wówczas stosowane w chirurgii. Penicylina w przeciwieństwie do leków antyseptycznych może być wstrzykiwana do organizmu człowieka i tam zwalcza infekcje różnych tkanek i narządów. Co więcej, nawet po 800-krotnym rozcieńczeniu leku utrzymywało się jego działanie przeciwbakteryjne.
Później wysoką aktywność małych dawek leku wyjaśniono określeniem mechanizmu działania penicyliny. Stosowanie środków antyseptycznych w dużych stężeniach powoduje zniszczenie ścian komórkowych bakterii. Z drugiej strony penicylina wnika do komórki, gdzie blokuje tworzenie biopolimeru, który jest niezbędny do wzrostu ścian komórkowych bakterii.
Jednak Fleming dość szybko był w stanie ustalić, że jeśli zbyt mała dawka penicyliny zostanie podana lub podana przez krótki czas, kolonie bakterii, którym udało się przeżyć, nabierają oporności na dawki leku, które były wcześniej skuteczne. A nawet później naukowcy ustalili, że gronkowce mają wrodzoną zdolność syntezy enzymu niszczącego penicylinę. To w pewnym stopniu antidotum.
Film promocyjny:
Obecnie naukowcy niezawodnie ustalili, że takie konfrontacje są charakterystyczne nie tylko w warunkach naturalnych między bakteriami i grzybami, ale także między gatunkami bakterii tego samego rodzaju, ponieważ w tym przypadku mają one ten sam substrat i niszę, o którą trzeba walczyć. Na przykład obecnie różne typy gronkowców walczą o błonę śluzową jamy ustnej człowieka, wytwarzając jednocześnie antidotum i substancje bakteriobójcze.
Jednak w tej konfrontacji nie ma zwycięzców ani przegranych, ponieważ przez miliony lat taka ewolucyjna walka wielu rodzajów mikroorganizmów ludzkiej mikroflory przekształciła się w równowagę, która stała się bezcennym nabytkiem dla całego organizmu. Liczebność każdego gatunku jest ściśle ograniczona przez bakteriobójczą aktywność innych typów bakterii, wielkość zajmowanej niszy oraz odporność organizmu. W szczególności populacja Staphylococcus aureus, wywołującego ropne infekcje, może bez szkody dla organizmu ludzkiego sięgać nawet 10 tys. Bakterii na ml pożywki, a bakteria Klebsiella może być obecna w jelitach lub na skórze osoby zdrowej i nie szkodzić człowiekowi, jeśli liczebność populacji będzie nie więcej niż 10 tysięcy bakterii na gram kału.
Prosty przykład pomoże odpowiedzieć na pytanie, dlaczego bakterie nabierają superoporności na antybiotyki. W szczególności można sobie wyobrazić, że konflikt ma miejsce w jednym z małych państw afrykańskich, a jedna ze stron otrzymała broń masowego rażenia. Jeśli mówimy o bakteriach, to antybiotyki staną się taką bronią masowego rażenia, ale nie pochodzenia naturalnego, ale nowoczesnych substancji syntetycznych, które są stosowane w dużych stężeniach.
Po zastosowaniu takich antybiotyków, ze względu na gatunki bakterii najbardziej wrażliwe na lek, nastąpi zmniejszenie różnorodności gatunkowej. Nisze, które w rezultacie zostaną opróżnione, zostaną dość szybko zajęte przez te typy bakterii, które mają zdolność syntezy antidotum. Zatem ewolucyjna przewaga zostanie przyznana koloniom tych bakterii, które są oporne na antybiotyki, w wyniku czego różnorodność genetyczna w obrębie jednego gatunku zmniejszy się. Dlatego stosując antybiotyki człowiek nieświadomie stwarza pozytywne warunki dla najbardziej opornych szczepów bakterii. Z tego powodu masowe stosowanie antybiotyków często prowadzi do rozwoju chorób przewlekłych wywołanych wzrostem chorobotwórczej mikroflory.
Osoba będąca nosicielem tego rodzaju bakterii stanie się dystrybutorem, przekazując je swoim bliskim, przyjaciołom i znajomym, którzy ostatecznie zaczną stosować inne antybiotyki. Tak więc selekcja naturalna będzie kontynuowana, a bakterie, które były oporne na jeden rodzaj antybiotyku, będą stopniowo nabywać tzw. Oporność wieloporową, czyli oporność na różne rodzaje antybiotyków. To właśnie te patogeny nazywane są superbakteriami.
Ponadto wiele typów bakterii ma zdolność wymiany genów oporności za pomocą plazmidu (poziome przenoszenie elementów genetycznych poza chromosom). Duże niebezpieczeństwo polega na tym, że bakterie beztlenowe, które charakteryzują się metabolizmem beztlenowym, nabywają oporność na wiele rodzajów antybiotyków. Jeśli dana osoba jest zraniona, bakterie te mogą dostać się do krwiobiegu, powodując ciężką infekcję. Tak właśnie stało się w opisanym powyżej przypadku, kiedy bakterie przedostały się do tkanki kostnej. Próbując uratować kobietę, lekarze zastosowali prawie tuzin antybiotyków, a kilkanaście innych leków zostało przebadanych na kulturze odizolowanej od ogniska infekcji, ale wszystkie te antybiotyki były nieskuteczne.
Jeszcze większym zagrożeniem jest to, że wszystkie rodzaje bakterii chorobotwórczych mogą uzyskać oporność na antybiotyki, w szczególności te wywołujące wąglika, salmonellozę i czerwonkę. Chociaż wszystkie te infekcje są praktycznie rzadkie, ich patogeny mogą dość łatwo uzyskać antybiotykooporność bakterii normalnej mikroflory dzięki poziomemu transferowi genów w plazmidach. Ponadto zwierzęta hodowlane są często nosicielami niebezpiecznych infekcji. Należy zauważyć, że w tym przypadku oporne bakterie są w nich znacznie bardziej rozpowszechnione niż u ludzi. Zdaniem ekspertów wynika to z faktu, że w rolnictwie do pasz dodaje się antybiotyki, aby zapobiec różnego rodzaju infekcjom. Te dawki nie zabijają bakterii,ale tylko nie pozwól im się rozmnażać. Ale w końcu Fleming powiedział, że stosowanie małych dawek antybiotyków prowadzi do zmniejszenia wrażliwości na leki.
Bardzo ciekawy eksperyment przeprowadziła grupa badaczy z Harvardu, w którym pokazano, jak rośnie liczba opornych szczepów bakterii w przypadku stopniowego wzrostu stężenia antybiotyków od minimum do tysiąckrotnego.
Dlatego antybiotyki należy przyjmować wyłącznie zgodnie z zaleceniami lekarza i tylko w zalecanych dawkach. Jednocześnie należy pamiętać, że jeśli bakteria, która wywołała chorobę, jest już oporna na antybiotyk, to nawet długotrwałe przyjmowanie leku w dużych stężeniach może być nieskuteczne. W takim przypadku konieczne jest określenie w warunkach laboratoryjnych wrażliwości bakterii na lek. W tym celu, wraz z inokulacją bakterii, na pożywkę umieszcza się krążki papierowe, które są impregnowane różnymi rodzajami antybiotyków. Kiedy wokół dysków pojawią się przezroczyste pierścienie, możemy mówić o braku wzrostu kultury bakteryjnej. Innymi słowy, jest wrażliwy na ten antybiotyk. W przypadku braku przezroczystego pierścienia możemy mówić o obecności oporu.
Dzięki wynikom takiego badania lekarze będą już mogli przepisać jeden z antybiotyków o wąskim spektrum działania, tłumiąc patogen bez uszkadzania całej mikroflory. Jednak tego rodzaju badania są dość kosztowne i wymagają kilku dni. Z tego powodu, aby nie tracić czasu, lekarze z reguły przepisują antybiotyki bez czekania na wyniki testu. W większości przypadków ta analiza w ogóle nie jest wykonywana, a antybiotyk jest przepisywany bez określenia rodzaju patogenu. Dlatego stosowany jest antybiotyk o szerokim spektrum działania. W niektórych przypadkach może to mieć pozytywny wpływ, ale w skali człowieka praktyka ta pogłębia problem oporności bakterii na antybiotyki.
Jeśli mówimy o opracowywaniu i testowaniu nowych rodzajów antybiotyków, należy zauważyć, że proces ten jest bardzo pracochłonny i kosztowny. Jego realizacja wymaga około miliarda dolarów inwestycji i ponad dziesięciu lat. Ponadto antybiotyki są w większości przypadków stosowane w krótkich cyklach, czasami tylko kilka razy w życiu. Jeśli mówimy o lekach przeciwgorączkowych, przeciwbólowych czy hormonalnych, to są one stosowane znacznie częściej i szerzej. To z kolei czyni je bardziej atrakcyjnymi inwestycyjnie. W związku z tym coraz rzadziej wprowadza się do praktyki nowe antybiotyki.
Niechęć inwestorów do inwestowania w rozwój nowych leków wynika również z faktu, że coraz bardziej wzrasta odporność najnowszych generacji bakterii. W nowoczesnej terapii lekarze powstrzymują się od powszechnego stosowania nowych antybiotyków, stosując je tylko w skrajnych przypadkach w postaci rezerwy. Zmniejsza to popyt na te leki i pozbawia je zysków. Okazuje się więc, że oporność bakterii wywołana przez antybiotyki hamuje rozwój nowych leków.
Niewątpliwie odkrycie i aktywne zastosowanie antybiotyków w terapii stało się prawdziwym przełomem w medycynie. Od samego początku antybiotyki uratowały życie milionów ludzi. Ale teraz trzeba szukać nowych rozwiązań, które pomogą zmniejszyć uzależnienie medycyny od stosowania antybiotyków.