PREČO ANTIBIOTIKá ZLYHáVAJú V BOJI PROTI BAKTéRIáM

Baktérie, ktoré sú imúnne voči pôsobeniu antibiotík, sa stali primárnym záujmom lekárskych výskumných komunít po celom svete. Nová štúdia skúma, vďaka čomu sú tieto „superbugy“ odolné voči niektorým z najsilnejších liekov.

Aký je fungujúci mechanizmus, ktorý umožňuje baktériám rezistentným na antibiotiká odmietnuť pôsobenie týchto silných liekov?

Iba nedávno, dňa Lekárske správy dnes, sme predstavili štúdiu zdôrazňujúcu neustále rastúcu krízu superbugov, ktorá sa šíri neočakávane rýchlym tempom po celom svete.

Autori tejto štúdie vydávajú pochmúrne varovanie, že ak sa baktérie budú naďalej tak efektívne a tak rýchlo „pancierovať“, antibiotiká môžu byť proti nim čoskoro úplne neúčinné.

Preto je nanajvýš dôležité pochopiť, ako presne tieto mikroorganizmy môžu odraziť lieky, ktoré predtým boli schopné proti nim pôsobiť. Tieto znalosti budú prvým krokom pri navrhovaní silnejších liečebných postupov na boj proti tvrdohlavým bakteriálnym infekciám.

V novej štúdii teraz tím fyzikov z McMaster University v kanadskom Hamiltone určil, čo umožňuje baktériám odpudzovať antibiotiká, akonáhle sa stanú rezistentnými.

Aj keď je mechanizmus jednoduchý, je to prvýkrát, čo vedci skúmali a dokázali ho určiť vďaka vysoko citlivej technológii.

Vedúci autor štúdie prof. Maikel Rheinstädter a kolegovia referujú o svojich zisteniach v študijnom príspevku v časopise Prírodná komunikačná biológia zverejnila dnes. Vedci sa domnievajú, že ich objav by mohol pomôcť vedcom navrhnúť účinnejšie lieky na liečbu infekcií.

„Existuje veľa, veľa baktérií a toľko antibiotík, ale navrhnutím základného modelu, ktorý sa týka mnohých z nich, môžeme získať lepšie pochopenie toho, ako lepšie riešiť a predpovedať rezistenciu,“ poznamenáva profesor Rheinstädter.

Potreba porozumieť mikromechanizmom

Aby vedci pochopili, ako sú odolné baktérie schopné udržať silné antibiotiká na uzde, podrobne študovali mechanizmus, ktorý umožňuje jednému z týchto liekov preniknúť cez bakteriálnu membránu a vykonávať svoju prácu.

Pre túto štúdiu sa vedci obrátili na polymyxín B, antibiotikum, ktoré lekári používajú pri liečbe zápalu mozgových blán a infekcií močových ciest, očí a krvi.

Vedci vysvetľujú, že si vybrali tento konkrétny liek, pretože býval jediným antibiotikom, ktoré pôsobilo proti baktériám, ktoré boli inak na lieky rezistentné. Pred niekoľkými rokmi však tím špecialistov z Číny zistil, že jeden bakteriálny gén môže spôsobiť, že tieto mikroorganizmy budú imúnne voči polymyxínom.

"Chceli sme zistiť, ako konkrétne táto baktéria zastavila tento liek v tomto konkrétnom prípade," hovorí prvá autorka Adree Khondker a dodáva: "Ak tomu porozumieme, môžeme navrhnúť lepšie antibiotiká."

Vedci použili špecializované, citlivé nástroje, ktoré umožňovali analyzovať bakteriálnu membránu. Tieto nástroje vykreslili obrázky s mimoriadne vysokým rozlíšením, ktoré zachytávali aj jednotlivé molekuly s rozmermi asi jednej milióntiny šírky jedného prameňa vlasov.

"Ak vezmete bakteriálnu bunku a pridáte túto drogu, v stene sa vytvoria diery, ktoré budú pôsobiť ako dierovač a bunku zabijú," poznamenáva Khondker. "Ale na prvom mieste sa veľa debatovalo o tom, ako sa tieto diery vytvorili."

Čo sa stane s rezistentnými baktériami?

Mechanizmus, ktorým antibiotikum preniká do bakteriálnej membrány, funguje nasledovne: baktéria, ktorá má negatívny náboj, automaticky „vtiahne“ liek, ktorý má pozitívny náboj.

Keď k tomu však dôjde, bakteriálna membrána pôsobí ako bariéra proti antibiotiku a má zabrániť tomu, aby sa dostala do vnútra baktérie. Za normálnych okolností je to neúčinné, pretože membrána je dostatočne tenká na to, aby v nej antibiotikum „vyrazilo otvory“.

V prípade baktérie rezistentnej na lieky však najmodernejšia technológia vedcov odhalila, že membrána je tuhšia a oveľa ťažšie preniká. Negatívny náboj baktérie je navyše slabší, čo znamená, že pre antibiotikum je ťažšie ho lokalizovať a „držať sa ho“.

Ako to popisuje Khondker: „Pre drogu je to ako prejsť od rezania Jello k rezaniu cez skalu.“

Je to prvýkrát, čo výskumný tím dokázal s istotou určiť tieto zmeny, zdôrazňujú vyšetrovatelia.