Manėme, kad atradę peniciliną nebebijosime mikrobų. Bet mes klydome. Tai tarsi tikras karas. Žmogus išranda naujas gynybos priemones nuo bakterijų atakų. Atsakydami į tai, mikroorganizmai tobulina ginklus, treniruoja kovotojus, naudoja kamufliažines ir sabotažo grupes. Antibiotikams atsparių infekcijų problema tapo tokia rimta, kad neseniai jai buvo skirta speciali JT Generalinės Asamblėjos sesija. Pateiktais duomenimis, nuo vaistams atsparių infekcijų kasmet miršta mažiausiai 700 tūkst. Nesunaikinami mikrobai prilygsta pasaulinei klimato kaitai ir kitoms planetos masto problemoms.
Meticilinui atsparus Staphylococcus aureus (MRSA) yra bakterija, atspari daugeliui antibiotikų (ypač penicilinų). Tai sukelia sunkią pneumoniją ir sepsį. Žinoma, iš tikrųjų mikrobas atrodo ne visai taip: pikta šypsena yra menininko fantazija. Nuotrauka: "Schrödingerio katė"
2003 m. žiemą Ricky Lannetty, sėkmingas 21 metų futbolininkas, pradėjo kosėti, o vėliau pykino. Po kelių dienų Ricky mama privertė sūnų kreiptis į gydytoją. Visi simptomai rodė gripo virusą, todėl jis neskyrė Ricky antibiotikų, nes jie naikina bakterijas, o ne virusus. Tačiau liga nepasitraukė, o mama nuvežė Ricky į vietinę ligoninę – tuo metu jaunuolio inkstai jau neveikė. Jam buvo paskirti du stiprūs antibiotikai: cefepimas ir vankomicinas. Tačiau mažiau nei po dienos Ricky mirė. Tyrimai parodė, kad žudikas buvo meticilinui atsparus Staphylococcus aureus (MRSA), toksiška bakterija, atspari daugeliui antibiotikų.
Tokios padermės kaip MRSA dabar vadinamos supermikrobais. Kaip ir siaubo herojai, jie mutuoja ir įgyja supergalių, leidžiančių atsispirti priešams – antibiotikams.
Antibiotikų eros pabaiga
1928 m., grįžęs iš atostogų, britų biologas Aleksandras Flemingas atrado, kad jo netyčia paliktos Petri lėkštelės su bakterijų kultūromis apaugo pelėsiu. Normalus žmogus imdavo ir išmesdavo, bet Flemingas pradėjo tyrinėti, kas atsitiko su mikroorganizmais. Ir išsiaiškinau, kad tose vietose, kur yra pelėsis, stafilokokų bakterijų nėra. Taip buvo atrastas penicilinas.
Flemingas rašė: „Kai pabudau 1928 m. rugsėjo 28 d., tikrai neplanavau daryti revoliucijos medicinoje atradęs pirmąjį pasaulyje antibiotiką, bet manau, kad būtent tai ir padariau“. Britų biologas už penicilino atradimą 1945 m. gavo Nobelio fiziologijos ir medicinos premiją (kartu su Howardu Flory ir Ernstu Cheyne'u, kurie sukūrė medžiagos gryninimo technologiją).
Šiuolaikinis žmogus yra įpratęs, kad antibiotikai yra įperkami ir patikimi pagalbininkai kovojant su infekcinėmis ligomis. Niekas nepanikuoja dėl gerklės skausmo ar įbrėžimo ant rankos. Nors prieš du šimtus metų tai galėjo sukelti rimtų sveikatos problemų ir net mirtį. XX amžius buvo antibiotikų era. Kartu su skiepijimu jie išgelbėjo milijonus, o gal net milijardus žmonių, kurie tikrai būtų mirę nuo infekcijų. Vakcinos, ačiū Dievui, veikia tinkamai (gydytojai rimtai nesvarsto į socialinį kovotojų su vakcina judėjimą). Tačiau atrodo, kad antibiotikų era baigiasi. Priešas ateina.
Kaip gimsta supermikrobai
Vienaląsčiai padarai pirmą kartą pradėjo tyrinėti planetą (prieš 3,5 mlrd. metų) ir nuolat kovojo tarpusavyje. Tada atsirado daugialąsčiai organizmai: augalai, nariuotakojai, žuvys... Tie, kurie išlaikė vienaląsčių statusą, galvojo: o jeigu nutrauktume pilietinius nesantaikas ir pradėtume užimti naujas teritorijas? Daugialąstės viduje yra saugu ir yra daug maisto. Atakuoti! Mikrobai judėjo iš vieno padaro prie kito, kol pateko į žmogų. Tiesa, jei vienos bakterijos buvo „geros“ ir padėdavo šeimininkui, tai kitos tik pakenkdavo.
Žmonės aklai priešinosi šiems „blogiesiems“ mikrobams: įvedė karantiną ir praktikavo kraujo nuleidimą (ilgą laiką tai buvo vienintelis būdas kovoti su visomis ligomis). Ir tik XIX amžiuje tapo aišku, kad priešas turi veidą. Pradėtos plauti rankos, ligoninės ir chirurginiai instrumentai apdoroti dezinfekavimo priemonėmis. Po antibiotikų atradimo atrodė, kad žmonija gavo patikimą kovos su infekcijomis priemonę. Tačiau bakterijos ir kiti vienaląsčiai organizmai nenorėjo palikti šiltos vietos ir pradėjo įgyti atsparumą vaistams.
Supermikrobas gali atsispirti antibiotikams įvairiais būdais. Pavyzdžiui, jis gali gaminti fermentus, kurie skaido vaistą. Kartais jam tiesiog pasiseka: dėl mutacijų jo membrana tampa nepažeidžiama – apvalkalu, ant kurio vaistai smogdavo triuškinamą smūgį. Atsparios bakterijos gimsta įvairiais būdais. Kartais dėl horizontalaus genų perdavimo žmonėms kenksmingos bakterijos pasiskolina vaistų apsaugą iš naudingųjų.
Kitas, tikroviškesnis meticilinui atsparaus Staphylococcus aureus (MRSA) vaizdas. Kiekvienais metais jis plinta vis plačiau, ypač ligoninėse ir tarp žmonių, kurių imuninė sistema nusilpusi. Remiantis kai kuriais pranešimais, JAV šis mikrobas kasmet nužudo apie 18 tūkstančių žmonių (tikslaus sergančiųjų ir mirusiųjų skaičiaus nustatyti kol kas neįmanoma). Nuotrauka: "Schrödingerio katė"
Kartais žmogus pats paverčia kūną žudikų bakterijų treniruočių centru. Tarkime, plaučių uždegimą gydome antibiotikais. Gydytojas paskyrė: vaistus reikia gerti dešimt dienų. Bet penktą viskas praeina ir nusprendžiame, kad užtenka apnuodyti organizmą visokiais nešvarumais ir nebevartoti. Šiuo metu mes jau nužudėme kai kurias bakterijas, kurios yra mažiausiai atsparios vaistui. Tačiau stipriausi liko gyvi ir sugebėjo daugintis. Taigi, mūsų griežtai vadovaujant, natūrali atranka pradėjo veikti.
"Atsparumas vaistams yra natūralus evoliucijos reiškinys. Veikiant antimikrobinėms medžiagoms jautriausi mikroorganizmai žūva, o atsparūs išlieka. Ir jie pradeda daugintis, perduodami atsparumą savo palikuonims, o kai kuriais atvejais ir kitiems mikroorganizmams", – aiškina. Pasaulio Sveikatos Organizacija.
Vienaląstė ataka
2016 metų rudenį Niujorke vyksta JT Generalinės Asamblėjos posėdis, kuriame dalyvauja 193 šalių, tai yra, faktiškai visos planetos, atstovai. Dažniausiai čia aptariami karo ir taikos klausimai. Tačiau dabar kalbame ne apie Siriją, o apie mikrobus, kurie sukūrė atsparumą vaistams.
Prognozė niūri. „Pacientams vis sunkiau išgydyti infekcijas, nes nuolat didėja patogeninių mikroorganizmų atsparumas antibiotikams, o dar blogiau – rezerviniams antibiotikams. Kartu su itin lėtu naujų antibiotikų kūrimu didėja tikimybė, kad kvėpavimo takų ir odos. infekcijų, šlapimo takų infekcijų keliai, kraujotaka gali tapti nepagydoma, todėl mirtina“, – aiškina gydytoja Nedret Emiroglu iš PSO Europos biuro.
Į šį ligų sąrašą tikrai įtraukčiau maliariją ir tuberkuliozę. Pastaraisiais metais su jais kovoti darosi vis sunkiau, nes sukėlėjai tapo atsparūs vaistams, patikslina Jurijus Vengerovas.
Keiji Fukuda, PSO sveikatos apsaugos generalinio direktoriaus padėjėjas, sako apie tą patį: „Antibiotikai praranda savo veiksmingumą, todėl dažnos infekcijos ir nedideli sužalojimai, kurie buvo gydomi ilgus dešimtmečius, dabar vėl gali mirti“.
Bakteriofago, užkrečiančio mikrobą, modelis. Šie virusai įsiskverbia į bakterijas ir sukelia jų lizę, tai yra, ištirpsta. Nors bakteriofagai buvo atrasti XX amžiaus pradžioje, jie tik dabar įtraukiami į oficialius medicinos žinynus. Nuotrauka: "Schrödingerio katė"
Bakterijos ėmė ypač uoliai priešintis, kai antibiotikai buvo pradėti dideliais kiekiais naudoti ligoninėse ir žemės ūkyje, tikina biochemikas Konstantinas Mirošnikovas (chemijos mokslų daktaras, Bioorganinės chemijos instituto Molekulinės bioinžinerijos laboratorijos vadovas, pavadintas akademikų M. M. Shemyakin ir Yu vardu). .A. Ovčinikovas RAS). – Pavyzdžiui, norėdami sustabdyti vištų ligas, ūkininkai sunaudoja dešimtis tūkstančių tonų antibiotikų. Dažnai profilaktikai, kuri leidžia bakterijoms geriau pažinti priešą, prie jo priprasti ir išsiugdyti atsparumą. Dabar antibiotikų vartojimą pradėjo riboti įstatymai. Tikiu, kad viešas tokių klausimų aptarimas ir tolesnis įstatymų griežtinimas sulėtins atsparių bakterijų augimą. Bet jie nebus sustabdyti.
Naujų antibiotikų kūrimo galimybės beveik išnaudotos, o senieji žlunga. Kažkuriuo metu būsime bejėgiai prieš infekcijas, – prisipažįsta Jurijus Vengerovas. – Taip pat svarbu suprasti, kad antibiotikai virsta vaistu tik tada, kai yra dozė, galinti sunaikinti mikrobus, bet nepakenkti žmogui. Tikimybė tokių medžiagų rasti vis mažėja.
Ar priešas laimėjo?
Pasaulio sveikatos organizacija periodiškai skelbia panikos pareiškimus: esą pirmos eilės antibiotikai nebeveiksmingi, modernesni irgi yra arti kapituliacijos, o iš esmės naujų vaistų dar neatsirado. Ar karas pralaimėtas?
Yra du būdai kovoti su mikrobais“, – sako biologas Denisas Kuzminas (biologijos mokslų daktaras, Rusijos mokslų akademijos Bioorganinės chemijos instituto Švietimo ir mokslo centro darbuotojas). – Pirma, ieškoti naujų antibiotikų, veikiančių konkrečius organizmus ir taikinius, nes būtent „didelio kalibro“ antibiotikai, kurie vienu metu paveikia visą krūvą bakterijų, sukelia pagreitintą atsparumo augimą. Pavyzdžiui, galima sukurti vaistus, kurie pradeda veikti tik tada, kai patenka tam tikro metabolizmo bakterija. Be to, antibiotikų gamintojų – mikrobus gaminančių – reikia ieškoti naujose vietose, aktyviau naudoti natūralius šaltinius, unikalias geografines ir ekologines savo buveinės zonas. Antra, reikėtų sukurti naujas antibiotikų gamintojų gavimo ir auginimo technologijas.
Šie du metodai jau įgyvendinami. Kuriami nauji antibiotikų paieškos ir tyrimo metodai. Mikroorganizmų, galinčių tapti naujos kartos ginklais, ieškoma visur: pūvančių augalų ir gyvūnų liekanose, dumbluose, ežeruose ir upėse, ore... Pavyzdžiui, mokslininkams pavyko išskirti antimikrobinę medžiagą iš gleivių, susidarančių ant odos. varlė. Prisimenate senovės tradiciją į ąsotį su pienu įkišti varlę, kad ji nesurūgtų? Dabar šis mechanizmas buvo ištirtas ir bandoma jį pritaikyti medicinos technologijoms.
Kitas pavyzdys. Visai neseniai Rusijos mokslininkai iš Naujų antibiotikų atradimo tyrimų instituto. G.F. Gausė tyrinėjo valgomųjų grybų gyventojus ir rado keletą galimų naujų vaistų šaltinių.
Novosibirsko mokslininkai, dirbantys ICBFM SB RAS Rusijos ir Amerikos biomedicininės chemijos laboratorijoje, nuėjo kitu keliu. Jiems pavyko sukurti naują medžiagų klasę – fosforilguanidinus (sunku ištarti, o užrašyti nelengva). Tai dirbtiniai nukleorūgščių analogai (tiksliau – jų fragmentai), kurie lengvai prasiskverbia į ląstelę ir sąveikauja su jos DNR bei RNR. Tokie fragmentai gali būti sukurti kiekvienam konkrečiam patogenui, remiantis jo genomo analize. Projektui vadovauja amerikietis Sidney Altman (1989 m. Nobelio chemijos premijos laureatas (kartu su Thomasu Checku). Jeilio universiteto profesorius. 2013 m. gavo Rusijos didžiąją dotaciją ir pradėjo dirbti Cheminės biologijos ir fundamentaliosios medicinos institute). Rusijos mokslų akademijos Sibiro skyrius).
Tačiau populiariausios sritys ieškant vaistų nuo infekcijų yra bakteriofagai ir antimikrobiniai peptidai.
Sąjungininkai iš balos
Iš paukščio skrydžio IBCh RAS pastatas atrodo kaip dviguba DNR spiralė. O visai už vartų stovi nesuvokiama skulptūra. Plokštelėje paaiškinta, kad tai yra antibiotiko valinomicino kompleksas su kalio jonu viduryje. Prieš penkiasdešimt metų instituto darbuotojai suprato, kaip metalų jonai jungiasi vienas su kitu ir kaip jie po to jonoforų dėka prasiskverbia pro ląstelės membraną.
Dabar IBCh taip pat dirba su kita tema – bakteriofagais. Tai specialūs virusai, kurie selektyviai atakuoja bakterijas. Molekulinės bioinžinerijos laboratorijos vadovas Konstantinas Mirošnikovas savo bakteriofagų palatas meiliai vadina gyvūnais.
Fagai yra geri ir kartu blogi, nes veikia konkretų patogeną. Viena vertus, taikosi tik į tuos mikrobus, kurie trukdo gyventi, o poilsiui netrukdo, o kita vertus, reikia laiko surasti tinkamą fagą, kurio dažniausiai neužtenka“, – teigia laboratorijos vadovas. šypsosi.
Kiekvienoje baloje yra ir bakterijų, ir bakteriofagų. Jie nuolat kovoja tarpusavyje, bet milijonus metų nė viena pusė negali nugalėti kitos. Jei žmogus nori įveikti jo organizmą ar bulves puolančias bakterijas sandėlyje, į bakterijų veisimosi vietą reikia pristatyti daugiau atitinkamų bakteriofagų. Štai, pavyzdžiui, metafora: kai jie plėtojo Auksinių Smilčių pakrantę Bulgarijoje, ten buvo daug gyvačių, tada jie atsivežė daug ežių ir greitai pakeitė faunos pusiausvyrą.
Prieš dvejus metus pradėjome bendradarbiauti su Rogačevo žemės ūkio parku prie Dmitrovo. Organizacijos generalinis direktorius Aleksandras Chuenko yra buvęs elektronikos inžinierius ir apsišvietęs kapitalistas, kuriam nesvetimas mokslinis požiūris“, – sako Konstantinas. – Bulvių derlių suėdė pektolitinės bakterijos – sandėliuose gyvenantis minkštasis puvinys. Jei problema neišsprendžiama, bulvės greitai virsta tonomis smirdančių srutų. Bulvių apdorojimas fagais bent jau staigiai sulėtina infekcijos vystymąsi – produktas ilgiau išlaiko savo skonį ir išvaizdą tiek sandėliuojant, tiek parduotuvių lentynose. Tuo pat metu fagai atakavo puvimo mikrobus ir biologiškai skaidėsi – suyra į DNR daleles, baltymus ir nuėjo maitinti kitus mikroorganizmus. Po sėkmingų bandymų tokia pasėlių bioapsauga susidomėjo kelių didelių žemės ūkio kompleksų vadovai.
Kaip pavyko rasti tinkamus bakteriofagus ir paversti juos priešnuodžiu? – klausiu žvilgtelėjusi į žaislų fagą ant knygų krūvos.
Reikia ieškoti klasikinio dvigubo agaro metodo. Pirmiausia ant pirmojo agaro sluoksnio Petri lėkštelėje padėkite bakterijų veją, ant viršaus užpilkite vandens iš balos ir uždenkite antruoju agaro sluoksniu. Po kurio laiko ant šios purvinos vejos atsiranda švari vieta, vadinasi, fagas suėdė bakteriją. Mes išskiriame fagą ir jį tiriame.
Mirošnikovo laboratorija kartu su Rusijos ir užsienio kolegomis gavo Rusijos mokslo fondo dotaciją bulvių ligų sukėlėjų tyrimams ir diagnostikai. Yra ką dirbti: augalų bakterijos ištirtos daug prasčiau nei žmonių. Tačiau su mūsų kūnu taip pat daug kas neaišku. Anot mokslininkų, gydytojai ne taip apžiūri žmogų: visi tyrimai ir tyrimai yra pritaikyti antibiotikams, o fagų terapijai reikalingi kiti metodai.
Fagų terapija nėra vaistas dabartine prasme, o visapusiška paslauga, apimanti greitą diagnozę ir tinkamos priemonės nuo konkretaus patogeno parinkimą. Rusijoje fagų preparatai yra įtraukti į vaistų sąrašą, tačiau nėra minimi terapeutams skirtose rekomendacijose. Taigi gydytojai, dalyvaujantys šiuo klausimu, yra priversti naudoti fagus savo pavojui ir rizikai. O, pavyzdžiui, Lenkijoje įstatymai sako, kad jei ligonio nepavyksta išgydyti tradicine įrodymais pagrįsta medicina, galima naudoti bent šokį su tamburinu, net homeopatiją, net fagų terapiją. O Hirschfeldo institute Vroclave fagai naudojami kaip individualizuota medicininė priežiūra. Ir labai sėkmingai, net esant pažengusioms pūlingoms infekcijoms. Fagų naudojimas yra moksliškai pagrįstas ir biologiškai suprantamas, nors ir ne banalus metodas, reziumuoja Mirošnikovas.
Peptidai yra medžiagų šeima, sudaryta iš aminorūgščių liekanų. Pastaruoju metu mokslininkai vis dažniau mano, kad peptidai yra būsimų vaistų pagrindas. Tai ne tik apie antibiotikus. Pavyzdžiui, Maskvos valstybiniame universitete. M.V. Lomonosovas ir Rusijos mokslų akademijos Molekulinės genetikos tyrimų institutas sukūrė peptidinį vaistą, kuris normalizuoja smegenų veiklą, gerina atmintį, dėmesį ir atsparumą stresui. Nuotrauka: "Schrödingerio katė"
Ir štai naujienos iš mokslo miesto Puščino. Mokslininkai iš IBCh RAS filialo, RAS Teorinės ir eksperimentinės biofizikos instituto bei Mikroorganizmų biochemijos ir fiziologijos instituto. G.K. Skriabinas RAS ištyrė, kaip bakteriofago T5 fermentas veikia E. coli. Tai yra, jie dirbo ne su pačiais bakteriofagais, o su jų fermentų baltymais. Šie fermentai ardo bakterijų ląstelių sieneles – jos pradeda tirpti ir žūti. Tačiau kai kurie mikrobai turi stiprią išorinę membraną, ir šis metodas jiems neveikia. Pushchino mieste jie nusprendė pritraukti medžiagas, didinančias membranos pralaidumą, kad padėtų fermentui. Atlikę eksperimentus su E. coli ląstelių kultūromis, mokslininkai nustatė, kad kartu fermentas ir agentas bakterijas naikina daug efektyviau nei atskirai. Išgyvenusių ląstelių skaičius sumažėjo beveik milijoną kartų, palyginti su kontroliniu eksperimentu. Pigūs įprasti antiseptikai, tokie kaip chlorheksidinas, buvo naudojami kaip pagalbinė medžiaga ir labai mažomis koncentracijomis.
Fagai gali būti naudojami ne tik kaip vaistas, bet ir kaip priemonė skiepų veiksmingumui didinti.
Vykdydami projektą, remiamą Rusijos švietimo ir mokslo ministerijos, ketiname naudoti bakteriofagų baltymus dirbtinio antigeno imunogeninėms savybėms sustiprinti“, – sako mikrobiologas Andrejus Letarovas (biologijos mokslų daktaras, Mikroorganizmų virusų laboratorijos vadovas). S. N. Vinogradskio Mikrobiologijos institute, Rusijos mokslų akademijos federaliniame biotechnologijų tyrimų centre). - Tam antigeno fragmentai genų inžinerijos būdu susiejami su kai kuriais bakteriofagų baltymais, kurie gali susiburti į tvarkingas struktūras, tokias kaip vamzdeliai ar sferos.
Kaip aiškina mokslininkas, tokios struktūros savo savybėmis primena patogeninių virusų daleles, nors iš tikrųjų jokio pavojaus žmonėms ir gyvūnams nekelia. Imuninė sistema daug labiau atpažįsta tokias į virusą panašias daleles ir greitai sukuria antikūnų atsaką. Taip sukuriama patobulinta vakcina, kuri, be tradicinės ilgalaikės apsaugos, suteiks greitą apsauginį poveikį, užkertantį kelią ligos plitimui infekcijos židinyje.
Imunitetas nuo kirminų ir kiaulių
Pavelas Pantelejevas, RAS Bioorganinės chemijos instituto Švietimo ir mokslo centro jaunesnysis mokslo darbuotojas (chemijos mokslų daktaras) mėgsta važinėtis dviračiu kalnuose. Mėgsta tyrinėti ir jūrų bestuburius, tiksliau – jų antimikrobinius peptidus, kurie kasdien kovoja su gyvuose organizmuose esančiomis bakterijomis. Peptidai yra jaunesnieji baltymų broliai: jie taip pat susideda iš aminorūgščių, tik jų yra ne daugiau kaip penkiasdešimt, o baltymuose yra šimtai ir tūkstančiai.
Kiekvieno straipsnio apie peptidus pradžioje rašoma maždaug taip: "Skubiai reikia sukurti naujus antibiotikus, nes senieji dėl atsparumo nebeveikia. O antimikrobiniai peptidai turi nuostabią savybę - išsivysto bakterijų atsparumas jiems labai sunkiai“. Švietimo ir mokslo centras, kuriame dirbu, ieško peptidų, kurie leistų atsispirti patogeniniams mikroorganizmams, – sako Pavelas.
Šiandien žinoma daugiau nei 800 tokių peptidų, tačiau visi jie neveikia žmogaus organizme. Peptidų pagrindu pagaminti vaistai vėl ir vėl žlunga klinikiniuose tyrimuose: neįmanoma rasti stabilių struktūrų, kurios tinkamu kiekiu patektų į reikiamą vietą ir nesukeltų šalutinio poveikio. Jie linkę kauptis organizme: pavyzdžiui, gali užmušti infekciją, bet ne išeiti su šlapimu, o likti inkstuose.
Mes tiriame jūrinius anelidus, sako Pavelas. – Kartu su kolegomis iš Eksperimentinės medicinos instituto iš kirminų Arenicola marina (jūrinio smiltinio) išskyrėme du peptidus ir juos ištyrėme. Kai buvau magistrantas, dar važiavome prie Baltosios jūros kirmėlių, bet naujų peptidų juose nerasta. Žinoma, tai gali būti dėl paieškos technikos netobulumo, tačiau, greičiausiai, šis kirminas tikrai turi tik du peptidus, ir to pakanka apsisaugoti nuo ligų sukėlėjų.
Kodėl kirminai, ar juos lengviau ištirti?
Faktas yra tas, kad egzistuoja koncepcija, pagal kurią senovės bestuburių įgimta imuniteto sistema turėtų būti labai stipri, nes daugelis jų gyvena ne pačiomis palankiausiomis aplinkos sąlygomis ir vis dar egzistuoja. Dabar vienas iš mano tyrimo objektų yra pasagos krabų peptidai.
Pavelas išsiima telefoną ir parodo kažką su vėžlio kiautu ir krūva šlykščių krabo kojų. Tai galima pamatyti tik siaubo filme arba blogame sapne.
Bakteriofagas. Tikrasis jo aukštis yra apie 200 nanometrų. Sustorėjimas viršuje vadinamas galva. Jame yra nukleino rūgšties. Nuotrauka: "Schrödingerio katė"
Tačiau nesvarbu, ką tu studijuoji, kirminus, pasagos krabus ar kiaules, – tęsia Pavelas. – Visuose organizmuose tirsite tuos pačius audinius ir ląsteles, kur yra peptidai. Pavyzdžiui, kraujo ląstelės yra žinduolių neutrofilai arba bestuburių hemocitai. Nors nežinia kodėl, galima iškelti tik hipotezes, įskaitant ir žaismingas. Kiaulė nėra itin švarus gyvūnas, todėl jai reikia daugiau apsaugos, kad jos purvo vonios bakterijos kažkuo neužkrėstų organizmo. Tačiau yra ir universalus atsakymas: kiekvienu atveju peptidų yra tiek, kiek reikia organizmui apsaugoti.
Kodėl peptidai yra geresni už antibiotikus?
Peptidai yra sumaniai išdėstyti. Skirtingai nuo antibiotikų, kurie, kaip taisyklė, veikia tam tikrą molekulinį taikinį, peptidai yra integruoti į bakterijos ląstelės sienelę ir joje sudaro specialias struktūras. Galiausiai ląstelės membrana suyra nuo peptidų svorio, įsibrovėliai patenka į vidų, o pati ląstelė sprogsta ir miršta. Be to, peptidai veikia greitai, o membranos struktūros raida yra labai nepalankus ir sudėtingas procesas bakterijoms. Tokiomis sąlygomis atsparumo peptidams išsivystymo tikimybė yra sumažinta iki minimumo. Beje, mūsų laboratorijoje peptidai tiriami ne tik iš gyvūnų, bet ir iš augalų, pavyzdžiui, apsauginiai baltyminio-peptidinio pobūdžio junginiai iš lęšių ir krapų. Remdamiesi atrinktais natūraliais pavyzdžiais sukuriame kažką įdomaus. Pavelas patikina, kad gauta medžiaga gali būti hibridas – kažkas tarp kirmėlės peptido ir pasagos krabo.
P.S.
Tikimės, kad po penkerių, dešimties ar dvidešimties metų ateis nauja mikrobų kontrolės era. Bakterijos yra gudrios būtybės ir, galbūt, atsakydamos sukurs dar galingesnes gynybos ir puolimo priemones. Tačiau mokslas nestovi vietoje, kad šiose ginklavimosi varžybose pergalė vis tiek liks žmogui.
Žmogus ir bakterijos. Metaforos
Draugai
Personalas– Mūsų organizme gyvenančios bakterijos. Kai kuriais skaičiavimais, bendra jų masė yra nuo vieno iki trijų kilogramų, o pagal skaičių jų yra daugiau nei žmogaus ląstelių. Jie gali būti naudojami gamyboje (vitaminų gamyba), perdirbimo pramonėje (maisto virškinimui) ir kariuomenėje (mūsų žarnyne šios bakterijos slopina savo patogeninių kolegų augimą).
Svečių maisto ekspertai– iš pieno rūgšties ir kitų bakterijų gaminami sūriai, kefyras, jogurtas, duona, rauginti kopūstai ir kiti produktai.
Dvigubi agentai Iš esmės jie yra priešai. Bet jiems pavyko užverbuoti ir priversti juos dirbti mūsų gynybos reikmėms. Kalbame apie skiepus, tai yra, susilpnėjusių bakterijų variantų patekimą į organizmą.
Įvaikinti vaikai– tai jau ne bakterijos, o mūsų ląstelių dalys – mitochondrijos. Kadaise jie buvo savarankiški organizmai, tačiau prasiskverbę pro ląstelės membraną prarado nepriklausomybę ir nuo tada nuolat aprūpina mus energija.
POW darbuotojai– iš genetiškai modifikuotų bakterijų gaminami vaistai (taip pat ir antibiotikai) ir daug kitų naudingų medžiagų.
Priešai
Penkta kolona– kai kurios bakterijos, gyvenančios mūsų organizme ar ant odos, normalioje situacijoje gali būti visai nekenksmingos. Tačiau kai organizmas nusilpęs, jie gudriai kelia sukilimą ir eina į puolimą. Jie taip pat vadinami oportunistiniais patogenais.
gynybinės tvirtovės- bakterijų kolonijos, kurios pasidengia gleivėmis ir plėvelėmis, apsaugančiomis nuo vaistų poveikio.
Šarvuoti pėstininkai- tarp antibiotikams atsparių bakterijų yra tokių, kurių išoriniai apvalkalai gali tapti nepralaidūs vaistų molekulėms. Pėstininkų galia slypi lipopolisacharidiniame sluoksnyje. Bakterijoms žuvus, šis riebalų ir cukraus sluoksnis patenka į kraują ir gali sukelti uždegimą ar net septinį šoką.
Treniruočių bazės- situacijos, kai išgyvena atspariausios ir pavojingiausios padermės. Tokia bakterijų specialiųjų pajėgų mokymo bazė gali tarnauti kaip žmogaus kūnas, pažeidžiantis antibiotikų vartojimo eigą.
Cheminis ginklas– kai kurios bakterijos išmoko gaminti medžiagas, kurios skaido vaistus, atimdamos iš jų gydomąsias savybes. Pavyzdžiui, beta laktamazių grupės fermentai blokuoja penicilinų ir cefalosporinų grupės antibiotikų veikimą.
Maskuoti- mikrobai, kurie keičia išorinį apvalkalą ir baltymų sudėtį, kad vaistai jų „nepastebėtų“.
Trojos arklys- kai kurios bakterijos naudoja specialius triukus, kad nugalėtų priešą. Pavyzdžiui, tuberkuliozės sukėlėjas (Mycobacterium tuberculosis) gali patekti į makrofagus – imunines ląsteles, kurios sulaiko ir virškina klajojančias patogenines bakterijas.
super kariai– šios visagalės bakterijos nebijo beveik jokių vaistų.
Dešimt antibakterinio elgesio įsakymų
1. Laiku pasiskiepykite.
2. Naudokite antimikrobines medžiagas tik tada, kai paskyrė licencijuotas gydytojas.
3. Dar kartą: nesigydykite antibiotikais!
4. Atminkite, kad antibiotikai nepadeda nuo virusų. Gydyti juos sergant gripu ir daugeliu „peršalimo“ rūšių yra ne tik nenaudinga, bet ir žalinga. Atrodo, kad tai daroma mokykloje, tačiau VTsIOM tyrimo metu klausimo „Ar sutinkate su teiginiu, kad antibiotikai naikina ne tik bakterijas“, bet ir virusus? 46% respondentų atsakė „taip“.
5. Vartokite vaistą tiksliai tokiomis dozėmis ir tiek dienų, kiek nurodė gydytojas. Nenustokite vartoti net tada, kai jaučiatės sveikas. "Jei nebaigsite gydymo, kyla pavojus, kad antibiotikai nesunaikins visų jūsų ligą sukėlusių bakterijų, kad šios bakterijos mutuos ir taps atsparios. Taip nutinka ne kiekvienu atveju – problema ta, kad mes nežinome, kas gali baigti gydymą anksčiau laiko ir be pasekmių“, – pripažįsta PSO ekspertai.
6. Niekada nesidalinkite antibiotikais.
7. Nevartoti anksčiau paskirtų ir likusių po antibiotikų vartojimo.
8. Nusiplauk rankas. Gerkite tik švarų vandenį.
9. Lytinių santykių metu naudokite apsaugines priemones.
10. Venkite artimo kontakto su pacientais. Jei pats susergate, parodykite kilnumą – nesistenkite užkrėsti savo klasės draugų, bendramokslių ar kolegų. Aš turiu galvoje, likite namuose.