Vaistai, kurie apsaugojo mus nuo visur esančių bakterijų daugiau nei septyniasdešimt metų, pamažu praranda sukibimą, todėl mums reikia naujo ginklo kovai su infekcijomis. Ligos sukeliančios bakterijos tampa atsparios antibiotikams, kurie kadaise jas nužudė, net ir nuo vaistų, kurie kadaise buvo laikomi paskutine gynybos linija.
Antibiotikams atsparios (atsparios antibiotikams) bakterijos nužudo maždaug vieną procentą žmonių, kuriais jos užkrečia, net išsivysčiusiose šalyse. Ir jei to nepaisysime, jie kasmet nužudys penkis kartus daugiau žmonių.
- „Salik.biz“
„Daugybė dalykų, kuriuos šiuo metu laikome savaime suprantamu dalyku, pavyzdžiui, cezario pjūvis, klubo sąnario keitimas ar organų persodinimas be antibiotikų, bus labai sunku“, - sako François Franceschi, Nacionalinio alergijos instituto bakteriologijos ir mikologijos skyriaus terapinio vystymo programų vadovas ir užkrečiamos ligos.
Žmonės su susilpnėjusia imunine sistema yra ypač pažeidžiami, tačiau pasaulyje po antibiotikų visi be išimties rizikuos.
„Žmonės sako, kad laikotarpiu po antibiotikų antibiotikai nebegalės mums padėti net iki menkiausio įbrėžimo“, - sako Masačiusetso technologijos instituto bioinžinierius Cesar de la Fuente.
Norėdami kovoti su atspariomis bakterijomis, kreipiamės į naujus sąjungininkus, tokius kaip virusai, kurie puola tik bakterijas; nanodalelės ir mažyčiai baltymai, kuriuos gamina įvairių organizmų imuninės sistemos. Kiekviena priemonė turi savo privalumų ir trūkumų, todėl mokslininkai tiria įvairius metodus.
„Šiuo metu labai daug žmonių lauke ieško alternatyvių strategijų, kaip papildyti mūsų arsenalą“, - sako Timothy Lu, taip pat MIT. "Ne tai, kad kiekvienas iš jų bando sugalvoti savo sidabrinę kulką, kuri mus išgelbės nuo bakterijų visam likusiam gyvenimui, o greičiau tiria problemą iš skirtingų kampų."
Reklaminis vaizdo įrašas:
Štai keletas būdų, kurie gali padėti mums kovoti su nepageidaujamomis bakterijomis.
Nuginkluoti užpuolikus
Bakterijas ne visada reikia žudyti, kad jos būtų neutralizuotos. Kai kurie gydymo būdai nukreipti į mikrobus netiesiogiai, atimant jiems ginklus. Bakterijos bus vietoje, tačiau infekcijos pasekmės nebus rimtos, o imuninė sistema turės galimybę savarankiškai kovoti su infekcija.
Jei jūsų vaistas tikrai nenužudys bakterijų, jie turės mažiau paskatų kurti atsparumą jai. Reikės ilgiau vystytis atsparumui, nes bakterijos nebus aktyviai kovojamos su vaistu, sako Franceschi.
Daugelis bakterijų išskiria toksinus, kurie pažeidžia šeimininko ląsteles. Vienas iš labiausiai paplitusių toksinų rūšių yra vadinamas porų formavimu, kuris pramuša skyles ląstelėse. Jį išskiria meticilinui atsparūs Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Listeria, juodligės bakterijos ir gyvačių, skorpionų bei jūros anemonų nuodai.
Liangfang Zhang sugalvojo, kaip pašalinti šiuos toksinus. „Jūs atimsite ginklus, o jie taps daug silpnesni“, - sako Zhang, San Diego Kalifornijos universiteto nanoinžinierius. Jis padengia nanodaleles saldžiu taikiniu - membranomis, sudarytomis iš raudonųjų kraujo kūnelių. Raudonieji kraujo kūneliai veikia kaip viliojimas, siurbdami toksiną, kuris priešingu atveju užpultų sveikas ląsteles. „Tai tarsi kempinė, išsiurbianti toksinus“, - paaiškina Zhang.
Pirmajame tyrime jis parodė, kad nano kempinės absorbuoja toksinus nepakenkdamos pelėms. Šiemet Zhango darbas su nanodalelėmis, kaip jaukiai, buvo vienas iš 24 projektų, kuriems buvo skirtas finansavimas iš Nacionalinių sveikatos institutų. Jis tikisi pradėti klinikinius tyrimus su žmonėmis jau kitais metais.
Nanodalelės, kurios dažnai gaminamos iš plastikų ar metalų, tokių kaip sidabras, taip pat gali susilpninti bakterijas, sunaikindamos jų apsaugines ląstelių membranas arba padarydamos žalą DNR. Su nanodalelėmis lengva dirbti, nes jos pačios susideda. „Jūs kontroliuojate temperatūrą, tirpiklį ir visa kita. Šios molekulės susideda iš nanodalelių“, - sako Zhang.
Nanodalelės gali būti brangesnės nei tradiciniai antibiotikai. Pritaikyti juos reikiamoje kūno vietoje taip pat gali būti iššūkis. Kitas iššūkis yra įsitikinti, kad nanodalelės pagamintos iš medžiagų, kurios nesukels greito imuninio atsako ir laikui bėgant sugenda, todėl jos nesikaupia kūne.
Lou sako, kad išlieka klausimų dėl ilgalaikio kai kurių šių dalykų saugumo.
Specialus pristatymas
Gali būti taikomi alternatyvūs gydymo būdai, kad esami antibiotikai būtų veiksmingesni. Pavyzdžiui, mokslininkai dabar tiria, kaip nanodalelės galėtų būti naudojamos tiekti vaistus nuo vėžio ir antibiotikus.
Antibiotikai pasiskirsto visame kūne ir yra toksiški didelėmis dozėmis. Padedant nanodalelėms, būtų galima išleisti koncentruotas vaistų dozes. Tūkstančiai narkotikų molekulių galėtų būti sudedami į vieną nanodalelę.
„Jie gali lengvai prisitvirtinti prie membranos ir palaipsniui išleisti vaistus tiesiai ant bakterijų“, - sako Zhang. Vadinasi, efektyvesnis krūvis galėtų būti tikslesnis, nedidinant bendros vaisto dozės. Tokiu būdu būtų galima slopinti bakterijų atsparumo mechanizmą - jie paprasčiausiai nesukurtų atsparumo taškinio veikimo antibiotikams.
Nanodalelių, kaip ir daugelio kitų priemonių, problema yra ta, kad imuninė sistema jas mato kaip grėsmę. „Jų dydis yra labai panašus į virusų. Mūsų kūnas išmoks apsiginti nuo šių nanodalelių ar virusų, jei jų neapsaugosite “.
Zhang ir jo kolegos nuslėpė nanodaleles, kurių striukės pagamintos iš trombocitų membranų, ląstelių, kurios padeda susidaryti trombams. Iš šono nanodalelės yra panašios į šias miniatiūrines kraujo ląsteles. Kai kurias bakterijas traukia trombocitai - su jų pagalba jie užmaskuojami nuo imuninės sistemos. Trombocitais padengtos nanodalelės galėtų žaisti du kartus, verbuodamos įsibrovėlių, kad jas sprogdintų vaistas.
Zhang sako, kad visos nanodalelės išleis vaistus esant bakterijoms. Naudodamas trombocitais padengtas daleles, jis jau išgydė peles, užkrėstas daugia antibiotikams atspariu MRSA kamienu.
Tiesioginis išpuolis
Tačiau kartais pusinės priemonės nepadeda. Tradiciniams antibiotikams yra alternatyvų, galinčių sunaikinti bakterijas. Viena strategijų yra sukurti dirbtines antimikrobinių peptidų (AMP) versijas, kurios yra įgimto imuninio atsako į mikrobus, augalus ir gyvūnus dalis (pvz., Tasmanijos velniai). Šie komponentai užpuola patogeno membraną ir sunaikina ląstelę.
Vykdydami neseniai įgyvendintą projektą, de la Fuente dirbo kartu su Lou ir kitais, kad atrinktų netoksišką AMP, aptinkamą paprastuose jūrų gyvūnuose, vadinamuose gaubiamaisiais gyvūnais. Mokslininkai pridėjo keletą aminorūgščių į bazinę aplinką, pagerindami jos sugebėjimą gydyti peles, užkrėstas antibiotikams atspariomis E. coli padermėmis arba MRSA. Stiprintas AMP taip pat stiprina graužikų imuninę sistemą, mažina uždegimą ir reikalauja pagalbos dėl baltųjų kraujo kūnelių.
Antimikrobiniai peptidai gali nugalėti įvairius patogenus, o bakterijoms sunku sukurti atsparumą jiems. „Palyginus su įprastais antibiotikais, šie peptidai daugeliu atvejų yra efektyvesni“, - sako de la Fuente.
AMP yra sudaryti iš palyginti trumpų aminorūgščių grandinių, baltymų. Todėl juos pastatyti gana paprasta (nors ir brangu). „Mes dar neturime sumažinti išlaidų“, - sako de la Fuente. Mokslininkai tyrinėja būdus, kaip AMP padaryti pigesnius užprogramuojant mikrobus, kad jie nepasikliautų aparatu ir leistų mikrobams tai padaryti patys.
Nepaisant to, yra susirūpinimo, kad AMP gali pulti šeimininko ląsteles. Kaip ir daugelio alternatyvių antibiotikų atveju, peptidų siuntimas į reikiamą vietą pakankamai didelėje koncentracijoje, kad išliktų veiksmingi, gali būti iššūkis. De la Fuente teigė, kad artimiausiu metu vietinis pritaikymas yra labiau tikėtinas. Šie peptidai gali būti įterpti, pavyzdžiui, į kremą, kurį galima tepti ant atviros žaizdos ar infekcijos vietos ant odos. Jie taip pat galėtų būti naudojami lentelėms, kompiuteriams, chirurginiams instrumentams ar kateteriams uždengti, kad mikrobai nesukeltų jų kolonizacijos.
Pakartotinis sensibilizavimas
Kitas būdas susilpninti bakterijas yra atsikratyti jų atsparumo antibiotikams. Tokioms misijoms galėtų būti naudojami virusai, kurių specializacija yra valgyti bakterijas, bakteriofagus.
Bakteriofagai yra ypač veiksmingi bakterijų žudikai, tačiau atlikdami genų inžineriją mokslininkai galėjo suteikti jiems naujų sugebėjimų, įskaitant bakterijų jautrumo tradiciniams vaistams atkūrimą.
Perprogramuoti bakteriofagai gali būti apsėsti bakterijų, turinčių genų, kurie suteikia atsparumą antibiotikams, pašalina šį gebėjimą ar užmuša bakterijas. Kai atsparūs mikrobai bus sunaikinti arba padaryti nekenksmingi, likę gyventojai bus pažeidžiami antibiotikų.
Kitas metodas, leidžiantis bakterijoms atsispirti antibiotikams, yra sekrecijos junginiai, sukuriantys bioplėvelę, pro kurią vaistas negali prasiskverbti. Galima sukurti bakteriofagus, kurie suvalgys bioplėvelę.
Gamtoje bakteriofagai gali tiesiogiai naikinti bakterijas. Kai kurie iš jų jungia savo DNR į bakterijas ir, norėdami išsilaisvinti, tiesiog valgo per ląstelės sienelę, susprogdindami ląstelę, sako Lu. Kiti veikia kaip parazitai.
Bakteriofagai buvo aptikti maždaug prieš šimtą metų. Antibiotikai juos pakeitė JAV, tačiau jie ir toliau naudojami Rusijoje ir kai kuriose Rytų Europos šalyse. Augant antibiotikams atsparioms bakterijoms, mokslininkai vėl kreipiasi į bakteriofagus - jie yra tokie pat veiksmingi gydant žmones, tiesiog klinikiniai tyrimai to dar nepatvirtino.
Vienas iš šių virusų pranašumų yra tai, kad jie gali daugintis patys. Galite įdėti tik nedidelį kiekį ir užmušti daug bakterijų. Ir kadangi jiems daugintis reikia gyvų ląstelių, jos nustos daugintis, kai tik visos šeimininko ląstelės bus sunaikintos.
Tačiau, kaip ir kitos alternatyvos, bakteriofagai gali sukelti imuninės sistemos atsaką. „Jei į žmogaus organizmą sušvirkščiate kokį nors virusą ar svetimą peptidą, visada yra tikimybė, kad įvyks reakcija“, - sako Lu. Kitas rūpestis yra tas, kad kai kurie fagai gali pasiimti genus, susijusius su atsparumu antibiotikams, ir perduoti juos kitoms bakterijoms.
Bet greičiausiai jie nepažeis žmogaus audinių. Bakteriofagai nepadaugėja žmogaus ląstelėse. Mūsų viduje yra krūva bakteriofagų - sunku pasakyti, kad jie mums yra svetimi.
Asmeninis kontaktas
Keletas alternatyvių gydymo būdų galėtų būti pritaikyti konkretiems mikrobams. Čia vėlgi bakteriofagai yra geriausi kandidatai. „Jie iš esmės yra natūralus bakterijų priešas“, - sako Lu. Paprastai „jei randate bakterijų, taip pat rasite bakteriofagus“.
Tradiciniai antibiotikai neretai naikina bakterijas - taip pat ir natūraliame mūsų kūno mikrobiome, kuris vaidina svarbų vaidmenį mūsų sveikatai. Viską žudo bombardavimas ant kilimų.
Virusai siūlo labiau individualizuotą požiūrį. „Galite pabandyti išlaikyti gerąsias bakterijas ir užmušti blogąsias bakterijas“, - sako Lu.
Tačiau ši specifika taip pat yra dviašmenis kalavijas. Kad būtų uždengtas pakankamas skaičius bakterijų, galinčių užkrėsti pacientą, kokteilyje turės būti sumaišyti daug virusų. Nors bakteriofagus auginti nėra labai brangu, visokių virusų kokteiliai yra visai kitas dalykas.
Lou dirba su bakteriofagų kokteiliais, pastatytais ant saugių miškų. Nustatę vietą, kuria bakteriofagai turėtų užkrėsti, galite pulti skirtingas bakterijas, nukreipti bakteriofagus į skirtingas puses. Belieka tik išsiaiškinti, kaip tai padaryti.
Kad ir kaip būtų, sunku sukurti veiksmingą vaistą nežinant, kas sukelia infekciją. Jei kreipsitės į gydytoją, jis negalės suteikti jums gydymo siauru spektru, jei nežinos, kokios bakterijos jus vargina.
Gydytojams reikia greitesnių diagnostikos metodų, kad jie galėtų išsiaiškinti tikslinių bakterijų tipą ir atsparumą tradiciniams antibiotikams. Lu ir jo kolegos stengiasi sukurti greitą, pigią diagnostiką. Užkrėsdami tikslines bakterijas, jie užsidega tuo pačiu baltymu, kurį naudoja ugniagesiai. Tiesiog duokite pacientui bakteriofago mėginį ir „galite pasakyti, ar mėginys švyti, ar ne, jame yra bakterijų“, sako Lu.
Platus arsenalas
Tai ne visi ginklai, kuriuos pridedame prie savo arsenalo. Mokslininkai tyrinėja kitas galimybes, pavyzdžiui, siunčia kitas bakterijas kovoti su patogenais, randa naujų antibiotikų, naudoja antikūnus ir dar daugiau.
„Norėdami išspręsti visą problemą, vargu ar galite pasikliauti vienu metodu ar viena technologija“, - sako Zhang. Studijuodami superbugus iš skirtingų kampų, derindami naują taktiką ir tradicinius gydymo metodus, praplėsime mūsų arsenalą.
Prireiks keleto metų, kol bus patvirtintos naujos priemonės plačiai naudoti. Ir kurį laiką alternatyvūs antimikrobiniai metodai bus naudojami tik tada, kai antibiotikai nebeveiks. Antibiotikų pigumas ir veiksmingumas yra pagrindinė priežastis, kodėl jų sunku atsisakyti. Tačiau ilgainiui tai bus vienintelė galimybė.
ILYA KHEL