Oporność bakterii na antybiotyki rośnie i staje się coraz większym problemem. Ruszyły kampanie społeczne przekonujące o szkodliwości nadużywania tych leków. Jednakże czasami nie ma alternatywy, szczególnie w leczeniu szpitalnym. W takich przypadkach może pomóc znajomość genetyki i ewolucji bakterii. Stworzony za pomocą modelowania matematycznego program terapii może opóźnić powstawanie oporności na antybiotyki, a nawet ją odwrócić.
Oporność bakterii na antybiotyki – waga problemu
O problemie naukowcy mówią od dawna, jednak wciąż nie znamy dokładnej jego skali. Aktualne raporty brytyjskiego projektu Review on Antymicrobial Resistance przytaczają szacunki śmiertelności na poziomie 50 tysięcy rocznie dla Europy i USA. Dla całego świata dolny pułap został wyznaczony na 700 zgonów rocznie. W przyszłości największy problem będą miały państwa gwałtownie modernizujące się, takie jak Indie czy Chiny, gdzie obecnie obserwuje się gwałtowny wzrost użycia antybiotyków.
Naturalne mechanizmy ewolucyjne
Jednocześnie należny pamiętać, że wykształcanie się zjawiska takiego jak oporność bakterii na antybiotyki jest naturalnym mechanizmem ewolucyjnym. Nie dość, że bakterie żyją w nas, stanowią ponad połowę biomasy na planecie, to swoją różnorodnością przewyższają wszystkie formy życia. Są też nieźle przystosowane do zmieniających się warunków. NAtomiast dzięki horyzontalnemu transferowi genów oporność może zostać pożyczona od innych taksonów (w przypadku bakterii pojęcie „gatunku” jest problematyczne). Niewiele potrzeba do przestawienia metabolizmu na inne tory, ponieważ jest mniej skomplikowany niż u Eukariota. Jakby tego było mało, należy zaznaczyć, że większość używanych przez nas antybiotyków jest mniej lub bardziej zmodyfikowaną wersją broni używanej przez same bakterie.
Oporność bakterii na antybiotyki a leczenie wieloma antybiotykami
Szczególne ryzyko wystąpienia oporności zachodzi podczas leczenia wieloma antybiotykami jednocześnie.
W przypadku terapii skojarzonej, gdy podaje się kilka medykamentów na raz, bakterie są wystawione na działanie różnych substancji jednocześnie, co zwiększa presję selekcyjną. Może to sprzyjać powstawaniu tzw. wielolekooporności – zdolności bakterii do przetrwania mimo obecności różnych typów antybiotyków. Takie bakterie są w stanie przejść przez kilka poziomów selekcji, dostosowując się do trudniejszych warunków. Ostatecznie, często wymagają zastosowania bardziej toksycznych lub eksperymentalnych form leczenia, co dodatkowo obciąża organizm pacjenta.
Jednym ze sposobów przeciwdziałania temu zjawisku jest precyzyjne dobieranie antybiotyków w ramach terapii celowanej. Polega ona na szczegółowym określeniu rodzaju bakterii i zastosowaniu antybiotyku o możliwie wąskim spektrum działania, ograniczając wpływ na inne mikroorganizmy i zmniejszając ryzyko rozwoju oporności. Dodatkowo w ostatnich latach coraz częściej stosuje się modelowanie komputerowe i analizy genetyczne, które pozwalają przewidzieć, jak bakterie mogą reagować na konkretne substancje. Tego typu technologie umożliwiają szybsze i bardziej efektywne podejmowanie decyzji terapeutycznych.
Nowe nadzieje: bakteriofagi i alternatywne terapie
Jednym z obiecujących kierunków walki z opornością bakterii na antybiotyki jest wykorzystanie bakteriofagów. Są to wirusy, które infekują i niszczą bakterie. Choć badania nad ich klinicznym zastosowaniem są wciąż w toku, bakteriofagi mają potencjał, aby stać się alternatywą dla antybiotyków lub ich uzupełnieniem. Działają one selektywnie na konkretne szczepy bakterii, co minimalizuje ryzyko zaburzenia naturalnej mikroflory pacjenta i zmniejsza możliwość wystąpienia wielolekooporności.
Warto również zauważyć rozwój innych innowacyjnych metod, takich jak stosowanie peptydów przeciwdrobnoustrojowych, immunoterapii oraz modyfikowanie istniejących antybiotyków tak, by omijały znane mechanizmy oporności bakterii. Naukowcy poszukują także nowych źródeł naturalnych antybiotyków w ekosystemach o skrajnych warunkach, takich jak dna oceaniczne czy gorące źródła. Liczą przy tym, że nowe substancje o unikalnych właściwościach mogą stać się cenną bronią w walce z opornością.
Oporność bakterii na antybiotyki – jakie są perspektywy na przyszłość?
Pomimo intensywnych badań, walka z opornością bakterii na antybiotyki pozostaje wyzwaniem globalnym. Zmiany w podejściu do leczenia infekcji, wprowadzenie alternatywnych terapii i rozwój nowych leków mogą przynieść znaczące efekty. Jednak edukacja społeczna, odpowiedzialne stosowanie antybiotyków oraz wsparcie polityczne i finansowe dla badań naukowych pozostają kluczowe. W przeciwnym razie oporność bakterii może stać się jednym z największych zagrożeń zdrowotnych XXI wieku.
Opracowanie: Illia Shrubkovskyi
Redakcja: Iza Kołodziejczyk
Źródła:
Wright, G. D. (2007). The antibiotic resistome: the nexus of chemical and genetic diversity. Nature Reviews Microbiology, 5(3), 175-186.
https://www.cdc.gov/antimicrobial-resistance/
https://www.who.int/health-topics/antimicrobial-resistance
