Mikrob vs. antibiotikum: Jak vzniká rezistence a jak ji překonat uMEDp

V globálním boji proti rezistenci na antibiotika, kde na jedné straně stojí farmaceutičtí giganti a vlády, běžní lékaři a pacienti a na druhé straně E. coli, mykobakterie a cholerový vibrio, zatím nikdo nezvítězil a stále není jasné, čí strana má navrch.

Jen něco málo přes 60 let poté, co objevitel penicilinu Alexander Fleming sdílel Nobelovu cenu za medicínu s kolegy Howardem Floreym a Ernstem Chainem, šéfka Světové zdravotnické organizace Margaret Chanová prohlásila, že svět by mohl být „na prahu postantibiotické éry“.

Důvod, proč pouhých půl století po zahájení průmyslové výroby penicilinu lidstvo čelilo tomu, co Chang nazval „koncem moderní medicíny, jak ji známe“, je velmi jednoduchý: mikroorganismy, stejně jako lidé, také opravdu, ale opravdu chtějí žít.

Proto v globálním boji proti rezistenci na antibiotika, kde na jedné straně stojí farmaceutičtí giganti a vlády, běžní lékaři a pacienti a na druhé straně E. coli, mykobakterie a cholerový vibrio, zatím nikdo nezvítězil a stále se neví, čí strana má navrch.
Nevyhnutelný závod

„Bohužel je rezistence bakterií na antibiotika nevyhnutelným jevem; dochází k ní právě proto, že stejně jako každý živý organismus vnímají bakterie antibiotika jako něco cizího a jejich úkolem je přežít,“ vysvětluje Roman Kozlov, vedoucí vědecko-metodologického centra pro monitorování rezistence na antibiotika v Roszdravnadzoru a prezident Meziregionální asociace pro klinickou mikrobiologii a antimikrobiální chemoterapii (MAKMAKH).

Bakterie a houby mutují mnohem častěji než lidské buňky, takže se poměrně rychle naučí bránit nebezpečným lékům. Některé druhy bakterií si navíc dokáží s příbuznými „vyměňovat zkušenosti“, tedy doslova si vyměňovat genetický materiál a získávat tak rezistenci, která je z evolučního hlediska užitečná.

Ukazuje se, že člověk a patogen spolu soupeří – kdo rychleji zareaguje na další „úspěch“ toho druhého. Naštěstí pro nás ne všechny škodlivé mikroorganismy v tomto závodě uspějí – takže i po 85 letech a dostupnosti desítek léků je Flemingův objev stále aktuální.

„Existují některé bakterie, například původci bolesti v krku – angíny, faryngitidy, které si nikdy nevyvinou rezistenci na penicilin. Existuje původce syfilisu, který je stále citlivý na stejný penicilin. Proč – to je velmi obtížná otázka, na kterou, upřímně řečeno, vědci nemohou odpovědět. Z mého pohledu, pokud se nám podaří tento jev rozluštit, možná nám to pomůže v boji proti rezistenci na antibiotika,“ řekl Kozlov.

Vedoucí oddělení genetických základů biotechnologie v Ústavu obecné genetiky N. I. Vavilova Ruské akademie věd Valery Danilenko poznamenává, že skutečný nárůst šíření genů rezistence na antibiotika u patogenů nastal v 70. letech 1940. století, a to i přesto, že masová výroba antibiotik začala až na začátku XNUMX. let XNUMX. století.

„Otázkou bylo: odkud se vzaly? Pak se ukázalo, že byly přítomny v bakteriích dávno před érou antibiotik a plnily jiné funkce. Používání antibiotik jen zvýšilo jejich šíření, donutilo je kombinovat se do nových kombinací,“ vysvětlil Danilenko.

Hlavním důvodem, proč se rezistence na antibiotika stala z nevyhnutelné nepříjemnosti globálním problémem, je jejich nekontrolované užívání, ať už se prodávají v lékárnách bez lékařského předpisu, nebo se používají v zemědělství a veterinární medicíně. Například podle některých odhadů se až 80 % všech antibiotik ve Spojených státech nepodává lidem, ale zvířatům, často zcela zdravým, jen proto, aby rychleji rostla.
Superbakterie jsou všude kolem

Ještě před pár lety světová média děsila obyvatelstvo zlověstnou zkratkou NDM-1 – tento gen údajně proměnil obyčejnou bakterii v „superbakterii“ odolnou vůči téměř všem antibiotikům. Mikroorganismy s touto „superzbraní“ se sice tu a tam našly, ale jak se často stává, pozornost novinářů se časem přesunula k jiným, neméně působivým titulkům.

Kozlov se mezitím domnívá, že jediným důvodem, proč NDM-1 získal svůj „chvíli slávy“, je neobvyklá volba názvu – písmena ND ve zkratce odkazují na indické město Nové Dillí. Kozlov ve skutečnosti vysvětluje, že NDM-1 je jednoduše jedním z mechanismů rezistence, který „opravdu činí některé bakterie rezistentními vůči téměř všem antibiotikům kromě dvou – a v Rusku je bohužel jen jedno z těchto dvou.“

„Problém je ale v tom, že takových mechanismů existuje mnoho – ve skutečnosti se tu ten rozruch objevil jen kvůli názvu, když indická vláda požadovala, aby vědci přejmenovali NDM-1, protože název ho spojuje s Indií. Takových mechanismů je popsáno mnoho – jde zde o to, že Indie existenci tohoto problému (mikroorganismů rezistentních na antibiotika) v zemi neuznala téměř dva roky,“ říká expert.

I bez široké pozornosti se mikrobům nesoucím tyto geny podařilo úspěšně dosáhnout téměř všech zemí světa, včetně Ruska.

„Jedná se o skutečně problematický mikroorganismus, ale v každém případě se nejedná o nic mimořádného ve srovnání s jinými mechanismy rezistence. Jen samotný název vedl k poměrně vážnému zpravodajství v médiích, což je pro nás obecně dobré, protože to navíc upozornilo na problém, který je skutečně extrémně naléhavý,“ řekl Kozlov.
Člověk vs. tuberkulóza

Ve skutečnosti, abyste hledali superbakterii, která hrozí konečnou a neodvolatelnou porážkou lidstva na lékařské frontě, nemusíte chodit daleko – tuberkulóza je tu vždycky. Jak je uvedeno v článku nedávno publikovaném v časopise Nature Genetics, v některých regionech východní Evropy byla již v téměř 50 % případů zaznamenána mnohočetná rezistence na léky – na několik skupin antibiotik najednou – a jednotlivé kmeny nalezené v Indii a Iráku jsou prakticky nevyléčitelné.

Danilenko poznamenává, že situace s problémem šíření kmenů patogenů tuberkulózy se v poslední době „bohužel zhoršila po celém světě, zejména v Rusku, kvůli nesprávnému používání antibiotik“.

„Díky úsilí amerických a ruských vědců bylo vytvořeno a zahájilo svou činnost Mezinárodní konsorcium pro studium mechanismů rezistence tuberkulózního patogena vůči antibiotikům. Kromě Ruska a Spojených států toto konsorcium zahrnuje většinu zemí, které mají zájem o řešení tohoto problému: Čínu, Tchaj-wan, Jihoafrickou republiku, Švédsko a další země,“ uvedl Danilenko.

Na tomto problému pracují přední centra a laboratoře všude, včetně ruské strany – Ústav lékařské chemie Federální lékařské a biologické agentury, Ústav chemické biologie a fundamentální medicíny Sibiřské pobočky Ruské akademie věd, Ústav tuberkulózy Ruské akademie lékařských věd, Pneumologický ústav ruského ministerstva zdravotnictví a také ústav zastoupený Danilenkem.
Vědci v první linii

Problémem antibiotické rezistence se zabývají skutečně pokročilá vědecká centra po celém světě, ale není to snadný úkol. Hrát si na honěnou s mikroby – dáte jim nové antibiotikum, ony vám po nějaké době dají rezistenci – není levné: podle Kozlova dnes vývoj nového antibiotika stojí 800 milionů až 1 miliardu dolarů a obvykle to trvá 8–10 let.

„Proto mnoho lidí říká, že je nemožné problém zcela vyřešit pouhým vývojem nových léků, a to je naprostá pravda,“ říká Kozlov.

Vědci se snaží „obcházet“ v několika směrech. Například ve Výzkumném ústavu antimikrobiální chemoterapie Smolenské státní lékařské akademie, kde Kozlov pracuje, vědci vyvíjejí přístupy ke zpomalení rozvoje rezistence – koneckonců, pokud nemůžete svého soupeře předběhnout, můžete ho podrazit.

„Je pravděpodobně téměř nemožné úplně vyřešit problém antibiotické rezistence, ale zpomalení (jejího vzniku) je reálná cesta,“ domnívá se odborník.

Existují i exotičtější možnosti – například nositel Nobelovy ceny za chemii Sydney Altman věří, že antibiotika budoucnosti přímo „vypnou“ genetické procesy v buňkách patogenních mikroorganismů a otázka rezistence vůči nim jednoduše nevznikne.

„Možná nové myšlenky, včetně myšlenky deaktivace patogenních genů v bakteriích nebo způsobení smrti patogenu naprogramované v genomu bakterií, umožní lidstvu dostat se ze současné patové situace. Vědci po celém světě pracují v mnoha nových směrech a to je případ, kdy základní výzkum může přinést neočekávané, ale nezbytné výsledky,“ říká Danilenko.

• KLÍČOVÁ SLOVA: antibiotika, tuberkulóza, penicilin, Alexander Fleming, Ústav obecné genetiky N. I. Vavilova Ruské akademie věd