Polscy naukowcy odkryli nowe sposoby walki z antybiotykoopornością

Możliwości bakteriofagów oraz bakteriocyn – bo to nad nimi trwały badania – sprawdzono na opornych na antybiotyki szczepach gronkowca złocistego (Staphylococcus aureus). Zakażenia tymi szczepami leczy się bardzo trudno. S. aureus szybko nabywa oporność na antybiotyki. Bakteria ta bywa przyczyną ropni, czyraków, zapalenia mieszków włosowych – ale również zapalenia płuc czy mięsnia sercowego.

Najnowsze badania Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN dowodzą, iż skutecznym narzędziem w walce z gronkowcami są właśnie bakteriofagi (wirusy infekujące tylko bakterie) oraz bakteriocyny (małe białka produkowane przez niektóre bakterie przeciwko innym drobnoustrojom).

Bakteriofagi – metoda celowana z 90% skutecznością

Odpowiednio dobrane zestawy bakteriofagów (w formie gotowych preparatów) potrafią zniszczyć aż 90% lekoopornych szczepów gronkowca złocistego. Dowiódł tego zespół pod kierownictwem prof. Małgorzaty Łobockiej z Pracowni Biologii Bakteriofagów z Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN.

– W ramach wieloletnich badań wykazaliśmy wysoką skuteczność przeciwgronkowcową naszych unikalnych kombinacji bakteriofagów. Opracowaliśmy metodologię ich pozyskiwania, otrzymując jednorodny, czysty genetycznie preparat – powiedziała badaczka, cytowana w informacji prasowej przesłanej PAP.

Zapewniła ona, iż jest możliwość przygotowania bakteriofagowego preparatu pod każdy szczep gronkowca. Jakie to może mieć zastosowanie? Taki preparat można będzie aplikować na skórę osób cierpiących na trądzik – bez ryzyka niszczenia pożytecznych bakterii na niej obecnych. Potwierdziły to między innymi eksperymenty na nicieniach.

• Czytaj również: Nadużywanie antybiotyków powoduje coraz powszechniejszą lekooporność bakterii

Bakteriocyny – szerokie zastosowanie

Z kolei bakteriocyny wykazały się w walce z różnego rodzaju patogenami – w tym wielolekoopornymi gronkowcami czy enterokokami. Potwierdziła to dr hab. Tamara Aleksandrzak-Piekarczyk, która kieruje Pracownią Mikrobiologii Stosowanej.

– Bakteriocyny zaburzają ich funkcjonowanie poprzez niszczenie barier oddzielających bakterię od świata zewnętrznego, takich jak błona lub ściana komórkowa. Wykazały to nasze eksperymenty. Dzieje się tak, gdyż bakteriocyny mają adekwatności, które zakłócają podstawowe procesy życiowe docelowych komórek bakteryjnych, a to skutkuje zahamowaniem ich wzrostu lub choćby śmiercią. W efekcie wróg ginie, a pacjent zdrowieje – wyjaśniła naukowczyni.

Mechanizm działania bakteriocyn polega na tym, iż przyłączają się one do receptora odpowiedzialnego za transport cukrów do wnętrza komórki bakteryjnej. Pod wpływem bakteriocyny receptor zmienia swój kształt i tworzy się w nim kanał. Przez ten kanał ważne dla komórki składniki „uciekają” na zewnątrz, co w efekcie prowadzi do śmierci bakterii.

• Czytaj również: Źle zastosowane antybiotyki mogą wyrządzić więcej szkody niż pożytku

Przewaga nad klasycznymi antybiotykami

Naukowczynie są zgodne co do tego, iż zarówno bakteriofagi, jak i bakteriocyny, mogą być skuteczną alternatywą dla antybiotyków. Dlaczego? Ich wielką zaletą jest brak lub niewielka toksyczność dla ludzkich komórek. Wynika to z ich precyzyjnego działania – niszczą tylko patogenne bakterie, natomiast „oszczędzają” te pożyteczne dla organizmu.

– Podając bakteriofagi, nie niszczymy niczego poza docelową patogenną bakterią. Minimalizuje to skutki uboczne i pozwala na szybsze przywrócenie równowagi mikrobiologicznej po leczeniu, w odróżnieniu od antybiotyków, które mogą zaburzać mikrobiom na długi czas – wyjaśniła prof. Łobocka.

Bakteriocyny mają jeszcze inną pozytywną cechę – gwałtownie się rozkładają, wobec tego nie kumulują się w taknkach organizmu ani w środowisku naturalnym. A to ostatnie jest szczególnie istotne w kontekście walki z antybiotykoopornością.

– Warto podkreślić, iż bakteriocyny mogą być wytwarzane przez bakterie probiotyczne, co czyni je szczególnie atrakcyjnymi i bezpiecznymi do zastosowania w rolnictwie i przemyśle spożywczym jako naturalne konserwanty. Mogłyby więc być ważnym elementem profilaktyki zakażeń ambulatoryjnych oraz ochrony środowiska. Byłyby też skuteczne w leczeniu trudno gojących się ran i infekcji szpitalnych – wyjaśniła dr Aleksandrzak-Piekarczyk.

• Czytaj również: Oporność na antybiotyki rośnie. Powstanie „Inicjatywa Flemingowska”…

Czy w związku z tym możemy spodziewać się, iż już niedługo zrezygnujemy całkowicie ze stosowania antybiotyków? W opinii badaczek jest to mało prawdopodobne. Konieczne natomiast wydaje się zapewnienie szerokiego dostępu do terapii bakteriofagami i bakteriocynami. Wtedy mogą być one wsparciem dla antybiotyków. Mało tego – terapie skojarzone, łączące antybiotyki z bakteriofagami lub bakteriocynami, mogą stanowić bezpieczne i skuteczne rozwiązanie w przypadku najtrudniejszych do leczenia infekcji.

– Można sobie wyobrazić terapię, w której łączymy antybiotyk z bakteriocyną, nie zwiększając cytotoksyczności takiego preparatu. W ten sposób oba składniki uzupełniają się i wzmacniają swoje działanie, aby skuteczniej zwalczać bakterie – skomentowała dr Aleksandrzak-Piekarczyk.

Aktualnie rozwiązania polskich naukowców czekają na weryfikację w badaniach klinicznych. Badacze są gotowi na współpracę z przemysłem, by móc wprowadzić je na rynek.

Dlaczego to takie ważne?

Z szacunków Europejskiego Centrum ds. Zapobiegania i Kontroli Chorób (ECDC) wynika, iż na skutek zakażeń wielolekoopornymi bakteriami w samej Unii Europejskiej umiera rocznie ponad 35 tys. ludzi. Lista antybiotykoopornych szczepów bakterii wciąż rośnie. Według najnowszych danych ECDC celem Polski jest, aby do 2030 roku zmniejszyć o 27%. całkowite zużycia antybiotyków u ludzi. Problem w tym, że… od 2019 r. zużycie antybiotyków spadło zaledwie o 1,8%.

Dlatego inwestycja w badania i rozwój nowych środków przeciwdrobnoustrojowych alternatywnych dla antybiotyków lub wspomagających ich działanie to istotny element walki z antybiotykoopornością.

Źródło: DF/Nauka w Polsce