Myśleliśmy, że po odkryciu penicyliny przestaniemy bać się zarazków. Ale myliliśmy się. To jak prawdziwa wojna. Człowiek wymyśla nowe sposoby obrony przed atakami bakterii. W odpowiedzi mikroorganizmy ulepszają broń, szkolą wojowników, używają grup kamuflażowych i sabotażowych. Problem zakażeń antybiotykoopornych stał się na tyle poważny, że niedawno poświęcono mu specjalną sesję Zgromadzenia Ogólnego ONZ. Według przedstawionych danych co roku z powodu zakażeń lekoopornych umiera co najmniej 700 tys. osób. Niezniszczalne drobnoustroje dorównują globalnej zmianie klimatu i innym problemom na skalę planetarną.
Metycylinooporny Staphylococcus aureus (MRSA) jest bakterią oporną na wiele antybiotyków (zwłaszcza penicyliny). Powoduje ciężkie zapalenie płuc i sepsę. Oczywiście w rzeczywistości mikrob nie wygląda tak: złowieszczy uśmiech to fantazja artysty. Zdjęcie: "Kot Schrödingera"
Zimą 2003 roku Ricky Lannetty, odnoszący sukcesy 21-letni piłkarz, dostał kaszlu, a potem nudności. Kilka dni później matka Ricky'ego zmusiła syna do wizyty u lekarza. Wszystkie objawy wskazywały na wirusa grypy, więc nie przepisał Ricky'emu antybiotyków, bo one zabijają bakterie, a nie wirusy. Ale choroba nie ustąpiła, a matka zabrała Ricky'ego do miejscowego szpitala - w tym czasie nerki młodego mężczyzny już zawodziły. Przepisano mu dwa silne antybiotyki: cefepim i wankomycynę. Ale niecały dzień później Ricky zmarł. Testy wykazały, że zabójcą był oporny na metycylinę Staphylococcus aureus (MRSA), toksyczna bakteria odporna na wiele antybiotyków.
Szczepy takie jak MRSA są obecnie określane jako supermikroby. Niczym bohaterowie horrorów mutują i zdobywają supermoce, które pozwalają im przeciwstawiać się wrogom – antybiotykom.
Koniec ery antybiotyków
W 1928 roku, po powrocie z wakacji, brytyjski biolog Alexander Fleming odkrył, że szalki Petriego z kulturami bakteryjnymi, które pozostawił przez nieuwagę, są zarośnięte pleśnią. Normalny człowiek wziąłby to i wyrzucił, ale Fleming zaczął badać, co dzieje się z mikroorganizmami. I dowiedziałem się, że tam, gdzie jest pleśń, nie ma bakterii gronkowca. W ten sposób odkryto penicylinę.
Fleming napisał: „Kiedy obudziłem się 28 września 1928 roku, z pewnością nie planowałem zrewolucjonizować medycyny poprzez odkrycie pierwszego na świecie antybiotyku, ale wierzę, że właśnie to zrobiłem”. Brytyjski biolog za odkrycie penicyliny w 1945 roku otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny (wraz z Howardem Flory i Ernstem Cheyne, którzy opracowali technologię oczyszczania tej substancji).
Współczesny człowiek jest przyzwyczajony do tego, że antybiotyki są niedrogimi i niezawodnymi pomocnikami w walce z chorobami zakaźnymi. Nikt nie panikuje z powodu bólu gardła lub zadrapania na ramieniu. Chociaż dwieście lat temu mogło to prowadzić do poważnych problemów zdrowotnych, a nawet śmierci. Wiek XX był erą antybiotyków. Razem ze szczepieniami uratowali miliony, a może nawet miliardy ludzi, którzy z pewnością umarliby z powodu infekcji. Szczepionki, dzięki Bogu, działają prawidłowo (lekarze nie traktują poważnie ruchu społecznego bojowników szczepionkowych). Wydaje się jednak, że era antybiotyków dobiega końca. Nadchodzi wróg.
Jak rodzą się supermikroby
Jednokomórkowe stworzenia jako pierwsze zaczęły badać planetę (3,5 miliarda lat temu) - i nieustannie walczyły ze sobą. Potem pojawiły się organizmy wielokomórkowe: rośliny, stawonogi, ryby… Ci, którzy zachowali status jednokomórkowców, myśleli: a co, jeśli położymy kres konfliktom domowym i zaczniemy zdobywać nowe terytoria? Wewnątrz wielokomórkowców jest bezpiecznie i jest dużo pożywienia. Atak! Drobnoustroje przenosiły się z jednego stworzenia na drugie, aż dotarły do człowieka. To prawda, jeśli niektóre bakterie były „dobre” i pomogły właścicielowi, inne tylko wyrządziły szkodę.
Ludzie ślepo przeciwstawiali się tym „złym” drobnoustrojom: wprowadzili kwarantannę i praktykowali upuszczanie krwi (przez długi czas był to jedyny sposób walki ze wszystkimi chorobami). I dopiero w XIX wieku stało się jasne, że wróg ma twarz. Zaczęto myć ręce, szpitale i narzędzia chirurgiczne leczyć środkami dezynfekującymi. Po odkryciu antybiotyków wydawało się, że ludzkość otrzymała niezawodny sposób walki z infekcjami. Ale bakterie i inne organizmy jednokomórkowe nie chciały opuścić ciepłego miejsca i zaczęły nabywać odporności na leki.
Superdrobnoustroj może oprzeć się antybiotykowi na różne sposoby. Na przykład jest w stanie wytwarzać enzymy rozkładające lek. Czasami ma po prostu szczęście: w wyniku mutacji jego membrana staje się niewrażliwa - skorupa, na którą narkotyki zadawały miażdżący cios. Odporne bakterie rodzą się na różne sposoby. Czasami, w wyniku poziomego transferu genów, szkodliwe dla człowieka bakterie zapożyczają mechanizmy obronne leków od pożytecznych.
Kolejny, bardziej realistyczny obraz gronkowca złocistego opornego na metycylinę (MRSA). Z roku na rok rozprzestrzenia się coraz bardziej, zwłaszcza w szpitalach i wśród osób z osłabionym układem odpornościowym. Według niektórych doniesień w Stanach Zjednoczonych mikrob ten zabija rocznie około 18 tysięcy osób (dokładna liczba chorych i zmarłych jest wciąż niemożliwa do ustalenia). Zdjęcie: "Kot Schrödingera"
Czasami osoba sama zamienia ciało w centrum treningowe dla zabójczych bakterii. Powiedzmy, że leczymy zapalenie płuc antybiotykami. Lekarz przepisał: musisz przyjmować lek przez dziesięć dni. Ale piątego wszystko mija i stwierdzamy, że wystarczy zatruć organizm najróżniejszymi nieczystościami i przestać to brać. W tym momencie zabiliśmy już niektóre bakterie, które są najmniej odporne na lek. Ale najsilniejsi pozostali przy życiu i byli w stanie się rozmnażać. Tak więc pod naszym ścisłym kierownictwem dobór naturalny zaczął działać.
„Lekooporność jest naturalnym zjawiskiem ewolucyjnym. Pod wpływem środków przeciwdrobnoustrojowych mikroorganizmy najbardziej wrażliwe giną, a oporne pozostają. I zaczynają się namnażać, przekazując oporność swojemu potomstwu, a w niektórych przypadkach innym mikroorganizmom” – wyjaśnia prof. Światowa Organizacja Zdrowia.
Atak jednokomórkowy
Jesienią 2016 roku w Nowym Jorku odbywa się posiedzenie Zgromadzenia Ogólnego ONZ, w którym biorą udział przedstawiciele 193 krajów, czyli właściwie całej planety. Zwykle poruszane są tu kwestie wojny i pokoju. Ale teraz nie mówimy o Syrii, ale o drobnoustrojach, które rozwinęły odporność na leki.
Prognoza jest ponura. "Infekcje stają się coraz trudniejsze do wyleczenia dla pacjentów, ponieważ poziom oporności mikroorganizmów chorobotwórczych na antybiotyki i, co gorsza, antybiotyki rezerwowe stale rośnie. W połączeniu z niezwykle powolnym rozwojem nowych antybiotyków zwiększa to prawdopodobieństwo, że układ oddechowy i skóra infekcje dróg moczowych, przepływ krwi mogą stać się nieuleczalne, a co za tym idzie śmiertelne” – wyjaśnia dr Nedret Emiroglu z Biura Europejskiego WHO.
Zdecydowanie dodałbym malarię i gruźlicę do tej listy chorób. W ostatnich latach walka z nimi staje się coraz trudniejsza, ponieważ patogeny uodporniły się na leki – precyzuje Jurij Wengerow.
Keiji Fukuda, zastępca dyrektora generalnego WHO ds. bezpieczeństwa zdrowotnego, mówi o tym samym: „Antybiotyki tracą swoją skuteczność, więc zwykłe infekcje i drobne urazy, które zostały wyleczone przez wiele dziesięcioleci, mogą teraz znowu zabijać”.
Model bakteriofaga infekującego drobnoustroje. Wirusy te atakują bakterie i powodują ich lizę, czyli rozpuszczanie. Chociaż bakteriofagi odkryto na początku XX wieku, dopiero teraz umieszcza się je w oficjalnych leksykonach. Zdjęcie: "Kot Schrödingera"
Bakterie zaczęły się szczególnie gorliwie opierać, gdy antybiotyki zaczęto stosować w dużych ilościach w szpitalach i rolnictwie, zapewnia biochemik Konstantin Miroshnikov (doktor chemii, kierownik Laboratorium Bioinżynierii Molekularnej Instytutu Chemii Bioorganicznej imienia akademików M.M. Shemyakin i Yu .A. Owczinnikow RAS). - Na przykład, aby powstrzymać choroby kurcząt, rolnicy zużywają dziesiątki tysięcy ton antybiotyków. Często profilaktycznie, co pozwala bakteriom lepiej poznać wroga, przyzwyczaić się do niego i wypracować odporność. Teraz stosowanie antybiotyków zaczęto ograniczać prawnie. Wierzę, że publiczna dyskusja na ten temat i dalsze zaostrzanie prawa spowodują spowolnienie rozwoju opornych bakterii. Ale nie zostaną zatrzymani.
Możliwości tworzenia nowych antybiotyków są prawie wyczerpane, a stare zawodzą. W pewnym momencie będziemy bezsilni wobec infekcji – przyznaje Yuri Vengerov. - Ważne jest również, aby zrozumieć, że antybiotyki stają się lekarstwem tylko wtedy, gdy istnieje dawka, która może zabić drobnoustroje, ale nie zaszkodzić człowiekowi. Prawdopodobieństwo znalezienia takich substancji jest coraz mniejsze.
Czy wróg wygrał?
Światowa Organizacja Zdrowia okresowo publikuje oświadczenia paniki: mówią, że antybiotyki pierwszego rzutu nie są już skuteczne, bardziej nowoczesne są również bliskie kapitulacji, a zasadniczo nowe leki jeszcze się nie pojawiły. Czy wojna jest przegrana?
Z drobnoustrojami można walczyć na dwa sposoby - mówi biolog Denis Kuźmin (doktor biologii, pracownik Centrum Edukacyjno-Naukowego Instytutu Chemii Bioorganicznej Rosyjskiej Akademii Nauk). - Po pierwsze, aby szukać nowych antybiotyków, które działają na konkretne organizmy i cele, ponieważ to antybiotyki „wielkiego kalibru”, które działają na całą masę bakterii na raz, powodują przyspieszony wzrost oporności. Na przykład możliwe jest zaprojektowanie leków, które zaczynają działać dopiero po spożyciu bakterii o określonym metabolizmie. Ponadto producentów antybiotyków – produkujących drobnoustroje – trzeba szukać w nowych miejscach, aktywniej wykorzystywać naturalne źródła, unikalne strefy geograficzne i ekologiczne swojego siedliska. Po drugie, należy opracować nowe technologie pozyskiwania i hodowli producentów antybiotyków.
Te dwie metody są już wdrażane. Opracowywane są nowe metody wyszukiwania i testowania antybiotyków. Mikroorganizmy, które mogą stać się bronią nowej generacji, są poszukiwane wszędzie: w gnijących szczątkach roślin i zwierząt, mule, jeziorach i rzekach, powietrzu… Naukowcom udało się na przykład wyizolować substancję przeciwdrobnoustrojową ze śluzu, który tworzy się na skórze żaba. Pamiętasz starożytną tradycję wkładania żaby do dzbanka z mlekiem, aby nie skwaśniało? Teraz ten mechanizm został zbadany i próbują wprowadzić go do technologii medycznej.
Inny przykład. Niedawno rosyjscy naukowcy z Instytutu Badań nad Odkryciem Nowych Antybiotyków. GF Gause zbadał mieszkańców grzybów jadalnych i znalazł kilka potencjalnych źródeł nowych leków.
W drugą stronę poszli naukowcy z Nowosybirska pracujący w rosyjsko-amerykańskim laboratorium chemii biomedycznej ICBFM SB RAS. Udało im się opracować nową klasę substancji - fosforyloguanidyny (trudno to wymówić i nie jest łatwo zapisać). Są to sztuczne analogi kwasów nukleinowych (a dokładniej ich fragmenty), które z łatwością przenikają do komórki i wchodzą w interakcje z jej DNA i RNA. Takie fragmenty można stworzyć dla każdego konkretnego patogenu na podstawie analizy jego genomu. Projektem kieruje Amerykanin Sidney Altman (laureat Nagrody Nobla w dziedzinie chemii w 1989 r. (wraz z Thomasem Checkiem). Profesor Uniwersytetu Yale. W 2013 r. otrzymał rosyjski megagrant i rozpoczął pracę w Instytucie Biologii Chemicznej i Medycyny Podstawowej im. Syberyjskiego Oddziału Rosyjskiej Akademii Nauk).
Jednak najpopularniejszymi obszarami poszukiwania leków przeciwko infekcjom są bakteriofagi i peptydy przeciwdrobnoustrojowe.
Sojusznicy z kałuży
Z lotu ptaka budynek IBCh RAS wygląda jak podwójna helisa DNA. A tuż za bramą stoi niezrozumiała rzeźba. Na tabliczce jest napisane, że jest to kompleks antybiotyku walinomycyny z jonem potasu w środku. Pięćdziesiąt lat temu pracownicy instytutu zrozumieli, w jaki sposób jony metali wiążą się ze sobą i jak następnie przechodzą przez błonę komórkową dzięki jonoforom.
Teraz IBCh pracuje też nad innym tematem – bakteriofagami. Są to specjalne wirusy, które wybiórczo atakują bakterie. Kierownik laboratorium bioinżynierii molekularnej Konstantin Miroshnikov pieszczotliwie nazywa swoich podopiecznych bakteriofagami zwierzętami.
Fagi są dobre i jednocześnie złe, ponieważ działają na określony patogen. Z jednej strony celujemy tylko w te drobnoustroje, które przeszkadzają w życiu, a nie przeszkadzają reszcie, a z drugiej strony znalezienie odpowiedniego faga wymaga czasu, co zwykle nie wystarcza – mówi kierownik laboratorium uśmiechy.
W każdej kałuży są zarówno bakterie, jak i bakteriofagi. Nieustannie walczą ze sobą, ale przez miliony lat żadna ze stron nie może pokonać drugiej. Jeśli ktoś chce pokonać bakterie atakujące jego organizm lub ziemniaki w magazynie, musi dostarczyć więcej odpowiednich bakteriofagów do miejsca rozmnażania się bakterii. Oto na przykład metafora: kiedy zagospodarowali wybrzeże Złotych Piasków w Bułgarii, było dużo węży, potem przywieźli dużo jeży i szybko przesunęli równowagę fauny.
Dwa lata temu rozpoczęliśmy współpracę z parkiem rolniczym Rogaczewo koło Dmitrowa. Dyrektor generalny organizacji Aleksander Chuenko jest byłym inżynierem elektronikiem i oświeconym kapitalistą, nieobcym podejściu naukowemu - mówi Konstantin. - Ziemniak został zjedzony przez bakterie pektolityczne - miękką zgniliznę, która żyje w magazynach. Jeśli problem nie zostanie rozwiązany, ziemniaki szybko zamieniają się w tony śmierdzącej gnojowicy. Traktowanie ziemniaków fagami co najmniej gwałtownie spowalnia rozwój infekcji - produkt dłużej zachowuje swój smak i wygląd zarówno w przechowywaniu, jak i na sklepowych półkach. W tym samym czasie fagi zaatakowały drobnoustroje gnilne i uległy biodegradacji – rozpadły się na cząsteczki DNA, białka i poszły na pożywienie dla innych mikroorganizmów. Po udanych testach taką bioochroną upraw zainteresowało się kierownictwo kilku dużych kompleksów rolniczych.
Jak udało ci się znaleźć odpowiednie bakteriofagi i zamienić je w antidotum? – pytam, zerkając na faga-zabawkę na stosie książek.
Należy szukać klasycznej metody podwójnego agaru. Najpierw ułóż rodzaj trawnika bakterii na pierwszej warstwie agaru na płytce Petriego, wlej wodę z kałuży na wierzch i przykryj drugą warstwą agaru. Po pewnym czasie na tym zabłoconym trawniku pojawia się czysta plama, co oznacza, że fag zjadł bakterię. Izolujemy faga i badamy go.
Laboratorium Mirosznikowa wraz z rosyjskimi i zagranicznymi kolegami otrzymało grant od Rosyjskiej Fundacji Nauki na badanie i diagnostykę patogenów ziemniaka. Jest nad czym pracować: bakterie roślinne zostały przebadane znacznie gorzej niż ludzkie. Jednak z naszym ciałem też wiele niejasnych. Zdaniem naukowców, lekarze nie tak badają człowieka: wszystkie testy i badania są dostosowane do antybiotyków, a do terapii fagowej potrzebne są inne metody.
Terapia fagowa nie jest lekiem w dotychczasowym znaczeniu, ale kompleksową usługą, która obejmuje szybką diagnozę i dobór odpowiedniego środka przeciwko konkretnemu patogenowi. W Rosji preparaty fagowe znajdują się na liście leków, ale nie są wymienione w wytycznych dla terapeutów. Więc lekarze, którzy są w temacie, są zmuszeni używać fagów na własne ryzyko i ryzyko. A w Polsce na przykład prawo mówi, że jeśli pacjenta nie da się wyleczyć tradycyjną medycyną opartą na dowodach, to można przynajmniej tańczyć z tamburynem, nawet homeopatią, nawet fagoterapią. A we wrocławskim Instytucie Hirschfelda fagi są wykorzystywane jako spersonalizowana opieka medyczna. I to z dużym powodzeniem, nawet w przypadku zaawansowanych infekcji ropnych. Wykorzystanie fagów jest naukowo uzasadnioną i biologicznie zrozumiałą, choć nie banalną metodą – podsumowuje Miroshnikov.
Peptydy to rodzina substancji składających się z reszt aminokwasowych. Ostatnio naukowcy coraz częściej rozważają peptydy jako podstawę przyszłych leków. Nie chodzi tylko o antybiotyki. Na przykład na Moskiewskim Uniwersytecie Państwowym. MV Łomonosow i Instytut Badań Genetyki Molekularnej Rosyjskiej Akademii Nauk stworzyli lek peptydowy, który normalizuje pracę mózgu, poprawia pamięć, uwagę i odporność na stres. Zdjęcie: "Kot Schrödingera"
A oto wiadomości z miasta nauki Pushchino. Naukowcy z oddziału IBCh RAAS, Instytutu Biofizyki Teoretycznej i Doświadczalnej PAN oraz Instytutu Biochemii i Fizjologii Mikroorganizmów. GK Skriabin RAS badał, w jaki sposób enzym bakteriofaga T5 działa na E. coli. Oznacza to, że pracowali nie z samymi bakteriofagami, ale z ich białkami enzymatycznymi. Enzymy te niszczą ściany komórkowe bakterii - zaczynają się rozpuszczać i obumierać. Ale niektóre drobnoustroje mają mocną zewnętrzną błonę i ta metoda na nie nie działa. W Pushchino postanowili przyciągnąć substancje zwiększające przepuszczalność błony, aby wspomóc enzym. W wyniku eksperymentów na kulturach komórek E. coli naukowcy odkryli, że razem enzym i środek niszczą bakterie znacznie skuteczniej niż pojedynczo. Liczba przeżywających komórek zmniejszyła się prawie milion razy w stosunku do eksperymentu kontrolnego. Jako substancję pomocniczą stosowano tanie, powszechne środki antyseptyczne, takie jak chlorheksydyna, w bardzo niskich stężeniach.
Fagi mogą być stosowane nie tylko jako lek, ale także jako środek zwiększający skuteczność szczepień.
W ramach projektu wspieranego przez Ministerstwo Edukacji i Nauki Rosji zamierzamy wykorzystać białka bakteriofagowe do wzmocnienia immunogennych właściwości sztucznego antygenu - mówi mikrobiolog Andriej Letarow (doktor biologii, kierownik Laboratorium Wirusów Mikroorganizmów w Instytucie Mikrobiologii SN Vinogradsky, Federalnym Centrum Badawczym Biotechnologii Rosyjskiej Akademii Nauk). - W tym celu fragmenty antygenu są łączone za pomocą inżynierii genetycznej z niektórymi białkami bakteriofagowymi, które są w stanie łączyć się w uporządkowane struktury, takie jak rurki lub kulki.
Jak tłumaczy naukowiec, takie struktury swoimi właściwościami przypominają cząsteczki wirusów chorobotwórczych, choć w rzeczywistości nie stanowią żadnego zagrożenia dla ludzi i zwierząt. Układ odpornościowy jest znacznie bardziej skłonny do rozpoznawania takich wirusopodobnych cząstek i szybko rozwija odpowiedź przeciwciał. W ten sposób można stworzyć udoskonaloną szczepionkę, która oprócz tradycyjnej ochrony długoterminowej zapewni szybki efekt ochronny, zapobiegający rozprzestrzenianiu się choroby w ognisku zakażenia.
Odporność na robaki i świnie
Pavel Panteleev, młodszy pracownik naukowy Centrum Edukacyjno-Naukowego Instytutu Chemii Bioorganicznej RAS (doktor chemii) lubi jeździć po górach na rowerze. Lubi też badać bezkręgowce morskie, a dokładniej ich peptydy przeciwdrobnoustrojowe, które na co dzień zwalczają bakterie w organizmach żywych. Peptydy są młodszymi braćmi białek: składają się również z aminokwasów, tyle że jest ich nie więcej niż pięćdziesiąt, aw białkach są ich setki i tysiące.
Na początku każdego artykułu o peptydach jest napisane coś takiego: „Istnieje pilna potrzeba stworzenia nowych antybiotyków, ponieważ stare przestają działać z powodu oporności. A peptydy przeciwdrobnoustrojowe mają cudowną właściwość - rozwija się oporność bakterii do nich z wielkim trudem”. Ośrodek edukacyjno-naukowy, w którym pracuję, poszukuje peptydów, które pozwoliłyby nam oprzeć się mikroorganizmom chorobotwórczym – mówi Paweł.
Obecnie znanych jest ponad 800 takich peptydów, ale żaden z nich nie działa na ludzi. Leki na bazie peptydów raz za razem przechodzą próby kliniczne: nie można znaleźć stabilnych struktur, które trafiłyby we właściwe miejsce we właściwej ilości i nie powodowały skutków ubocznych. Mają tendencję do gromadzenia się w organizmie: na przykład mogą zabić infekcję, ale nie wydalają się z moczem, ale pozostają w nerkach.
Badamy morskie pierścienice, mówi Pavel. - Wspólnie z kolegami z Instytutu Medycyny Doświadczalnej wyizolowaliśmy dwa peptydy z robaka Arenicola marina (morski piaskowiec) i zbadaliśmy je. Kiedy byłem studentem, nadal jeździliśmy nad Morze Białe po robaki, ale nie znaleziono w nich żadnych nowych peptydów. Oczywiście może to wynikać z niedoskonałości techniki wyszukiwania, ale najprawdopodobniej ten robak ma tak naprawdę tylko dwa peptydy i to wystarczy, aby bronić się przed patogenami.
Dlaczego robaki, czy łatwiej je badać?
Faktem jest, że istnieje koncepcja, zgodnie z którą wrodzony system odporności starożytnych bezkręgowców powinien być bardzo silny, ponieważ wiele z nich żyje w nie najkorzystniejszych warunkach środowiskowych i nadal istnieje. Obecnie jednym z obiektów moich badań są peptydy podkowiaste.
Pavel wyjmuje telefon i pokazuje coś ze skorupą żółwia i wiązką obrzydliwych nóg kraba. Można to zobaczyć tylko w horrorze lub w złym śnie.
Fag. Jego rzeczywista wysokość to około 200 nanometrów. Zgrubienie na górze nazywa się głową. Zawiera kwas nukleinowy. Zdjęcie: "Kot Schrödingera"
Jednak nie ma znaczenia, co studiujesz, robaki, podkowiaste czy świnie, kontynuuje Pavel. - We wszystkich organizmach zbadasz te same tkanki i komórki, w których znajdują się peptydy. Na przykład komórkami krwi są neutrofile u ssaków lub hemocyty u bezkręgowców. Choć nie wiadomo dlaczego, można jedynie stawiać hipotezy, w tym żartobliwe. Świnia nie jest szczególnie czystym zwierzęciem, więc potrzebuje więcej ochraniaczy, aby bakterie z kąpieli błotnej nie zainfekowały czymś ciała. Ale jest też uniwersalna odpowiedź: w każdym przypadku jest tyle peptydów, ile potrzeba do ochrony organizmu.
Dlaczego peptydy są lepsze niż antybiotyki?
Peptydy są sprytnie ułożone. W przeciwieństwie do antybiotyków, które z reguły działają na określony cel molekularny, peptydy są integrowane ze ścianą komórkową bakterii i tworzą w niej specjalne struktury. W końcu błona komórkowa zapada się pod ciężarem peptydów, najeźdźcy dostają się do środka, a sama komórka eksploduje i umiera. Ponadto peptydy działają szybko, a ewolucja struktury błony jest procesem bardzo niekorzystnym i skomplikowanym dla bakterii. W takich warunkach prawdopodobieństwo rozwoju oporności na peptydy jest zminimalizowane. Nawiasem mówiąc, w naszym laboratorium peptydy są badane nie tylko ze zwierząt, ale także z roślin, na przykład związków ochronnych o charakterze białkowo-peptydowym z soczewicy i kopru. Na podstawie wyselekcjonowanych próbek naturalnych tworzymy coś ciekawego. Powstała substancja może równie dobrze być hybrydą – czymś pomiędzy peptydem robaka a podkowiastym, zapewnia Pavel.
PS
Mamy nadzieję, że za pięć, dziesięć lub dwadzieścia lat nadejdzie nowa era kontroli drobnoustrojów. Bakterie to przebiegłe stworzenia i być może w odpowiedzi stworzą jeszcze potężniejsze środki obrony i ataku. Ale nauka nie stoi w miejscu, aby w tym wyścigu zbrojeń zwycięstwo nadal pozostało po stronie człowieka.
Człowiek i bakterie. Metafory
Przyjaciele
Pracownicy- Bakterie żyjące w naszym organizmie. Według niektórych szacunków ich całkowita masa wynosi od jednego do trzech kilogramów, a pod względem liczby to więcej niż komórki ludzkie. Mogą być stosowane w produkcji (produkcja witamin), przemyśle przetwórczym (trawienie żywności) i wojsku (w naszych jelitach bakterie te hamują wzrost ich patogennych odpowiedników).
Eksperci od żywności dla gości- z kwasu mlekowego i innych bakterii wytwarza się sery, kefiry, jogurty, pieczywo, kapustę kiszoną i inne produkty.
Podwójni agenci Zasadniczo są wrogami. Ale udało się ich zwerbować i zmusić do pracy na potrzeby naszej obrony. Mowa o szczepieniach, czyli wprowadzaniu do organizmu osłabionych odmian bakterii.
Adoptowane dziecko- to już nie bakterie, ale części naszych komórek - mitochondria. Kiedyś były organizmami niezależnymi, ale po przedostaniu się przez błonę komórkową utraciły swoją niezależność i od tego czasu regularnie dostarczają nam energii.
Pracownicy POW- genetycznie modyfikowane bakterie są wykorzystywane do produkcji leków (w tym antybiotyków) i wielu innych pożytecznych substancji.
Wrogowie
Piąta kolumna- niektóre bakterie, które żyją w naszym ciele lub na skórze, w normalnych warunkach mogą być całkiem nieszkodliwe. Ale kiedy ciało jest osłabione, podstępnie wzniecają powstanie i przechodzą do ofensywy. Nazywane są również patogenami oportunistycznymi.
twierdze obronne- kolonie bakterii, które pokrywają się śluzem i filmami, które chronią przed działaniem leków.
Piechota pancerna- wśród bakterii opornych na antybiotyki są takie, które potrafią uczynić swoją zewnętrzną powłokę nieprzepuszczalną dla cząsteczek leku. Siła piechoty jest ukryta w warstwie lipopolisacharydowej. Po śmierci bakterii ta warstwa tłuszczu i cukru dostaje się do krwioobiegu i może powodować stan zapalny, a nawet wstrząs septyczny.
Bazy szkoleniowe- sytuacje, w których przeżywają najbardziej odporne i niebezpieczne szczepy. Taka baza treningowa dla bakteryjnych sił specjalnych może służyć jako organizm ludzki naruszający przebieg przyjmowania antybiotyków.
Broń chemiczna- niektóre bakterie nauczyły się wytwarzać substancje rozkładające leki, pozbawiając je właściwości leczniczych. Na przykład enzymy z grupy beta-laktamaz blokują działanie antybiotyków z grupy penicylin i cefalosporyn.
Przebranie- mikroorganizmy, które zmieniają zewnętrzną otoczkę i skład białek tak, że leki ich "nie zauważają".
Koń trojański- niektóre bakterie używają specjalnych sztuczek, aby pokonać wroga. Na przykład czynnik wywołujący gruźlicę (Mycobacterium tuberculosis) jest w stanie dostać się do makrofagów - komórek odpornościowych, które wychwytują i trawią wędrujące bakterie chorobotwórcze.
super żołnierze- te wszechpotężne bakterie nie boją się prawie żadnych leków.
Dziesięć przykazań zachowania antybakteryjnego
1. Zaszczep się w odpowiednim czasie.
2. Używaj środków przeciwdrobnoustrojowych tylko wtedy, gdy przepisał je licencjonowany lekarz.
3. Jeszcze raz: nie lecz się sam antybiotykami!
4. Pamiętaj, że antybiotyki nie pomagają na wirusy. Leczenie ich grypą i wieloma rodzajami „przeziębienia” jest nie tylko bezużyteczne, ale i szkodliwe. Wydaje się, że robi się to w szkole, ale podczas badania VTsIOM pytanie „Czy zgadzasz się ze stwierdzeniem, że antybiotyki zabijają wirusy tak samo jak bakterie?” 46% respondentów odpowiedziało „tak”.
5. Lek należy przyjmować dokładnie w takich dawkach i przez tyle dni, ile zalecił lekarz. Nie przerywaj przyjmowania, nawet jeśli czujesz się zdrowy. "Jeśli nie dokończysz leczenia, istnieje ryzyko, że antybiotyki nie zabiją wszystkich bakterii, które spowodowały twoją chorobę, że bakterie te zmutują i uodpornią się. Nie dzieje się tak w każdym przypadku - problem polega na tym, że nie wiemy, kto może zakończyć leczenie przedwcześnie i bez konsekwencji” – przyznają eksperci WHO.
6. Nigdy nie dziel się antybiotykami.
7. Nie stosować przepisanych wcześniej i pozostałych po zażyciu antybiotyków.
8. Umyj ręce. Pij tylko czystą wodę.
9. Używaj środków ochrony podczas stosunku płciowego.
10. Unikaj bliskiego kontaktu z pacjentami. Jeśli sam zachorujesz, pokaż szlachetność - nie próbuj zarażać kolegów z klasy, kolegów lub kolegów. To znaczy zostań w domu.