Neverovatni načini na koje bakterije stiču otpornost na antibiotike

Rezistencija bakterija na sve poznate antibiotike, uključujući i tzv. karbapeneme, koji se smatraju poslednjom linijom odbrane protiv tih patogena, postaje sve veći je problem za javno zdravlje.

Kako piše Index, prema studiji objavljenoj ove godine u uglednom časopisu Lancet, ona već sada odnosi oko 3.500 života svaki dan, čime je postala vodeći uzrok smrti u svetu.

Stručnjaci predviđaju da bi 2050. godine od infekcija uzrokovanih rezistentnim bakterijama godišnje moglo da umire oko 10 miliona ljudi, što je više od broja umrlih od zloćudnih bolesti, kao i šećerne bolesti, zajedno.

Među bakterijama odgovornim za smrtonosne infekcije otporne na lekove, prve tri su Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae i Staphylococcus aureus. Ovi patogeni mogu da uzrokuju opasne infekcije u zdravstvenim ustanovama kod ljudi s oslabljenim imunološkim sistemom.

Bivša savetnica britanske vlade za zdravlje, prof. Dejm Seli Dejvis, još 2013. godine upozorila je da rezistencija bakterija predstavlja pretnju čovečanstvu, poput globalnog otopljenja ili terorizma. Naučnici se stoga utrkuju s bakterijama, a u toj trci nastoje da otkriju tajne raznih mehanizama kojima one stiču otpornost.

Neki od njih poznati su već godinama. Kao i svi živi organizmi, bakterije stalno evoluiraju kako bi mogle da se bore sa svojim suparnicima, predatorima i ubicama u domaćinima i okolini. U tome su vrlo uspešne iz više razloga.

Jedan je taj što se vrlo brzo razmnožavaju, tako da u 20 minuta od jedne bakterije nastanu dve. Osim toga, one svoja evoluciona prilagođavanja ne prenose samo vertikalno, na sopstveno potomstvo, već ih takođe razmenjuju horizontalno - među sobom, i to nezavisno od vrste.

Naime, bakterije, koje se mogu razlikovati koliko se razlikuju čovek i živina, mogu među sobom da razmenjuju informacije o posebnim svojstvima, među kojima i o rezistenciji. Te informacije sadržane su u tzv. plazmidima, malenim i lako pokretnim molekulima DNA, koje su u ćelijama bakterija fizički odvojene od bakterijske hromozomske DNA.

Kada dve bakterije ostvare fizički kontakt, jedna će drugoj preneti genetski materijal sadržan u plazmidu preko niti koja se naziva pilus. Ova razmena, koja podseća na polni odnos bakterija, naziva se konjugacijom. Budući da u konjugaciji osnovna DNA bakterija ne mora da prolazi kroz promene, ona im omogućuje da vrlo brzo steknu rezistenciju na antibiotike.

Štaviše, bakterije istovremeno mogu da poseduju nekoliko plazmida, što ih čini vrlo "potentnima" u borbi protiv antibiotika.

U medicinskim krugovima obično se podiže uzbuna kada se utvrdi da su neke bakterije svoje gene za otpornost na antibiotike pohranile u plazmidima, a ne samo u hromozomskoj DNA, jer to znači da ih mogu lako preneti drugim bakterijama, koje su možda opasnije.

Australijski naučnici nedavno su objavili rad u časopisu Nature Communications, u kom su predstavili dosad nepoznati mehanizam koji bakterijama omogućuje da uzmu hranjive materije, tzv. folate, od svog ljudskog domaćina i zaobiđu lečenje antibioticima, odnosno anuliraju mehanizam delovanja antibiotika.

Do ovog otkrića došli su dok su ispitivali osetljivost beta-hemolitičkog streptokoka grupe A na antibiotike - potencijalno smrtonosne bakterije koja uzrokuje najčešću bakterijsku infekciju ždrela, kao i infekcije kože.

- Bakterije moraju da stvaraju sopstvene folate kako bi rasle i uzrokovale bolest. Neki antibiotici deluju tako da blokiraju proizvodnju folata, kako bi zaustavili rast bakterija i lečili infekciju - rekao je za Phys.org rukovodilac studije Timoti Barnet iz grupe Wesfarmers Center of Vaccines and Infectious Diseases, sa sedištem u Telethon Kids Instituteu u australijskom Pertu.

- Kada smo posmatrali antibiotik koji se obično propisuje za lečenje infekcija kože uzrokovanih beta-hemolitičkim streptokokom grupe A, pronašli smo mehanizam rezistencije u kojem je prvi put ikada bakterija pokazala sposobnost da uzima folate direktno od svog ljudskog domaćina kada joj je blokirana proizvodnja sopstvenih. Zbog toga antibiotik postaje nedelotvoran, a infekcija bi se njegovim korišćenjem verovatno samo pogoršala, umesto da se smanji - objasnio je Barnet.

Antibiotici koji ciljaju put biosinteze folata razvijaju se već više od 80 godina. Na primer, antibiotik poznat pod nazivom Sulfasol deluje na taj put.

Ali, Barnet ističe da se novootkriveni oblik rezistencije ne može otkriti u uslovima koji se rutinski koriste u patološkim laboratorijima, što kliničarima otežava propisivanje antibiotika koji će učinkovito lečiti infekciju. To, pak, može dovesti do vrlo loših ishoda, pa čak i do prerane smrti.

- Nažalost, sumnjamo na to da je ovo samo vrh ledenog brega - identifikovali smo ovaj mehanizam kod streptokoka grupe A, ali je verovatno da je to širi problem koji postoji i kod drugih bakterijskih patogena - rekao je dr Barnet.

Prim. dr. sc. Iva Butić, specijalistkinja kliničke mikrobiologije iz hrvatske Klinike za infektivne bolesti "Dr. Fran Mihaljević", kaže da će taj problem najverovatnije postojati kod svih bakterija na koje nastojimo da delujemo antibioticima koji ciljaju na put stvaranja folata.

Istraživanje tima pokazalo je da je razumevanje rezistencije bakterija daleko složenije nego što se ranije mislilo.

- Bez antibiotika suočavamo se sa svetom u kojem neće biti načina da se zaustave smrtonosne infekcije, pacijenti s rakom neće moći da primaju hemoterapiju, a ljudi neće imati pristup operacijama koje mogu spasiti živote. Kako bismo očuvali dugoročnu delotvornost antibiotika, moramo dalje da identifikujemo i razumemo nove mehanizme rezistencije na antibiotike, što će pomoći u otkrivanju novih antibiotika i omogućiti nam praćenje rezistencije kada se pojavi - rekao je Barnet.

(Telegraf.rs)