Виды устойчивости бактерий и методы ее определения и профилактики. Устойчивые к антибиотикам бактерии
Как наука борется с бактериями, устойчивыми к антибиотикам
Зимой 2003 года у Рики Ланнетти, успешного 21-летнего футболиста, начался кашель, а затем тошнота. Через несколько дней мама Рики заставила сына обратиться к врачу. Все симптомы указывали на вирус гриппа, поэтому тот не прописал Рики антибиотики, ведь они убивают бактерии, а не вирусы. Но болезнь не проходила, и мать отвезла Рики в местную больницу - к этому моменту у юноши уже отказывали почки. Ему назначили два сильнодействующих антибиотика: цефепим и ванкомицин. Но меньше чем через сутки Рики умер. Анализы показали, что убийцу звали метициллин-резистентный золотистый стафилококк (MRSA) - токсичная бактерия, устойчивая ко множеству антибиотиков.
Такие штаммы, как MRSA, сегодня называют супермикробами. Подобно героям ужастикам, они мутируют и приобретают сверхспособности, позволяющие противостоять врагам - антибиотикам.
В 1928 году, вернувшись из отпуска, британский биолог Александр Флеминг обнаружил, что оставленные им по невнимательности чашки Петри с бактериальными культурами заросли плесенью. Нормальный человек взял бы да и выбросил её, но Флеминг принялся изучать, что же случилось с микроорганизмами. И выяснил, что в тех местах, где есть плесень, нет бактерий-стафилококков. Так был открыт пенициллин.
Флеминг писал: "Когда я проснулся 28 сентября 1928 года, то, конечно, не планировал совершить революцию в медицине, открыв первый в мире антибиотик, но, полагаю, именно это я и сделал". Британский биолог за открытие пенициллина в 1945-м году получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине (вместе Говардом Флори и Эрнстом Чейном, которые разработали технологию очистки вещества).
Современный человек привык к тому, что антибиотики - доступные и надёжные помощники в борьбе с инфекционными болезнями. Ни у кого не вызывает паники ангина или царапина на руке. Хотя лет двести назад это могло привести к серьёзным проблемам со здоровьем и даже к гибели. XX век стал эпохой антибиотиков. Вместе с вакцинацией они спасли миллионы, а может, и миллиарды человек, которые непременно погибли бы от инфекций. Вакцины, слава богу, исправно работают (общественное движение борцов с прививками медики всерьёз не рассматривают). А вот эпоха антибиотиков, похоже, подходит к концу. Враг наступает.
Одноклеточные существа начали осваивать планету первыми (3, 5 миллиарда лет назад) - и непрерывно воевали друг с другом. Потом появились многоклеточные организмы: растения, членистоногие, рыбы… Те, кто сохранил одноклеточный статус, задумались: а что, если покончить с междоусобицей и начать захват новых территорий? Внутри многоклеточных безопасно и много еды. В атаку! Микробы перебирались из одних существ в другие, пока не добрались до человека. Правда, если одни бактерии были "хорошими" и помогали хозяину, то другие только причиняли вред.
Люди противостояли этим "плохим" микробам вслепую: вводили карантин и занимались кровопусканием (долгое время это был единственный способ борьбы со всеми болезнями). И только в XIX веке стало ясно, что у врага есть лицо. Руки стали мыть, больницы и хирургические инструменты - обрабатывать дезинфицирующими средствами. После открытия антибиотиков казалось, что человечество получило надёжное средство борьбы с инфекциями. Но бактерии и другие одноклеточные не захотели покидать тёплое местечко и стали приобретать устойчивость к лекарствам.
Супермикроб может по-разному противостоять антибиотику. Скажем, он способен вырабатывать ферменты, которые разлагают препарат. Иногда ему просто везёт: в итоге мутаций становится неуязвимой его мембрана - оболочка, по которой раньше лекарства наносили сокрушительный удар. Устойчивые бактерии рождаются по-разному. Иногда в итоге горизонтального переноса генов вредные для человека бактерии заимствуют у полезных средства защиты от лекарств.
Порой человек сам превращает организм в центр по тренировке бактерий-убийц. Допустим, мы лечим пневмонию с помощью антибиотиков. Врач предписал: принимать лекарство нужно десять дней. Но на пятый всё проходит и мы решаем, что хватит травить организм всякой гадостью и прекращаем приём. К этому моменту мы уже перебили часть бактерий, наименее устойчивых к препарату. Но самые крепкие остались живы и получили возможность размножаться. Так, под нашим чутким руководством заработал естественный отбор.
"Лекарственная устойчивость является естественным явлением эволюции. Под воздействием противомикробных лекарственных средств наиболее чувствительные микроорганизмы погибают, а резистентные остаются. И начинают размножаться, передавая устойчивость своему потомству, а в ряде случаев и другим микроорганизмам", - поясняет Всемирная организация здравоохранения.
- Возникновению лекарственной устойчивости способствует то, что многие антибиотики можно купить в аптеке без рецепта врача. Да и сами врачи часто перестраховываются и необоснованно выписывают эти препараты. Допустим, поднялась у человека температура - ему тут же антибиотики дают, не сделав анализы и не разобравшись, что её вызвало, - рассказывает профессор ММСУ Юрий Венгеров (врач-инфекционист, доктор медицинских наук, соавтор книг "Инфекционные и паразитарные болезни", "Заразные болезни", "Тропические болезни. Руководство для врачей", "Лекции по инфекционным болезням"). - Особенно активно селекция микробов формируетсяв больницах. Там контактируют люди с разными инфекциями, там принимают много антибиотиков. В итоге сейчас стала широко распространятся больничная пневмония и другие внутрибольничные инфекции. Речь идёт не только о бактериальных заболеваниях, но и, например, о грибковых. Среди грибов уже 30% приобрели устойчивость к лекарствам.
Осенью 2016 года в Нью-Йорке идёт заседание Генеральной Ассамблеи ООН, в котором участвуют представители 193 стран, то есть фактически вся планета. Обычно здесь обсуждают вопросы войны и мира. Но сейчас речь не о Сирии, а о микробах, выработавших устойчивость к лекарствам.
"Мировые лидеры продемонстрировали беспрецедентное внимание к проблеме сдерживания инфекций, устойчивых к противомикробным препаратам. Имеется в виду формирование у бактерий, вирусов, паразитов и грибков способности сопротивляться действию лекарственных средств, которые раньше использовались для их уничтожения и лечения вызванных ими болезней. Впервые главы государств приняли на себя обязательство предпринять масштабные и координированные действия по борьбе с первопричинами развития устойчивости к противомикробным препаратам сразу в целом ряде сфер, прежде всего в сферах здравоохранения, охраны здоровья животных и сельском хозяйстве. Это лишь четвёртый в истории случай, когда вопрос здравоохранения был поднят Генеральной Ассамблеей ООН", - сообщает сайт ВОЗ.
Прогноз мрачный. "Пациентам становится всё сложнее излечиваться от инфекций, поскольку уровень устойчивости патогенных микроорганизмов к действию антибиотиков и, что ещё хуже, антибиотиков резервного ряда стабильно растёт. В сочетании с чрезвычайно медленной разработкой новых антибиотиков это повышает вероятность того, что респираторные и кожные инфекции, инфекции мочевых путей, кровотока могут стать неизлечимыми, а значит, смертельными", - поясняет доктор Недрет Эмироглу из Европейского бюро ВОЗ.
- К этому списку заболеваний я бы обязательно добавил малярию и туберкулёз. В последние годы бороться с ними становится всё труднее, поскольку возбудители приобрели устойчивость к лекарствам, - уточняет Юрий Венгеров.
Примерно о том же говорит помощник генерального директора ВОЗ по безопасности здравоохранения Кейджи Фукуда: "Антибиотики теряют эффективность, так что обычные инфекции и небольшие травмы, которые излечивались в течение многих десятилетий, сейчас снова могут убивать".
- Бактерии начали сопротивляться очень рьяно, когда антибиотики стали в огромных количествах применяться в больницах и в сельском хозяйстве, - уверяет биохимик Константин Мирошников (доктор химических наук, руководитель лаборатории молекулярной биоинженерии Института биоорганической химии им. Академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН). - Скажем, чтобы остановить болезни у цыплят, фермеры используют десятки тысяч тонн антибиотиков. Зачастую для профилактики, что позволяет бактериям узнать врага поближе, привыкнуть к нему и выработать устойчивость. Сейчас применение антибиотиков стали ограничивать законодательно. Считаю, что общественное обсуждение таких вопросов и дальнейшее ужесточение закона позволят замедлить рост устойчивых бактерий. Но не остановят их.
- Возможности создания новых антибиотиков почти исчерпаны, а старые выходят из строя. В какой-то момент мы окажемся бессильны перед инфекциями, - признаёт Юрий Венгеров. - Тут ещё важно понимать, что антибиотики превращаются в лекарство только тогда, когда существует доза, способная убить микробов, но при этом не навредить человеку. Вероятность найти подобные вещества всё меньше и меньше.
Всемирная организация здравоохранения периодически публикует панические заявления: мол, антибиотики первого ряда перестают действовать, более современные тоже близки к капитуляции, а принципиально новые препараты пока не появились. Война проиграна?
- Бороться с микробами можно двумя способами, - говорит биолог Денис Кузьмин (кандидат биологических наук, сотрудник учебно-научного центра ИБХ РАН). - Во-первых, искать новые антибиотики, воздействующие на конкретные организмы и мишени, ведь именно антибиотики "большого калибра", поражающие разом целый букет бактерий, вызывают ускоренный рост резистентности. Скажем, можно конструировать лекарства, которые начинают действовать только при попадании внутрь бактерии с определённым обменом веществ. Причём производителей антибиотиков - микробов-продуцентов - нужно искать в новых местах, активнее задействовать природные источники, уникальные географические и экологические зоны их обитания. Во-вторых, следует разрабатывать новые технологии получения, культивирования продуцентов антибиотиков.
Эти два способа уже реализуются. Разрабатываются новые методы поиска и проверки антибиотиков. Микроорганизмы, которые могут стать оружием нового поколения, ищут повсюду: в гниющих растительных и животных остатках, иле, озёрах и реках, воздухе… Скажем, учёным получилось выделить антимикробное вещество из слизи, которая образуется на коже лягушки. Помните древнюю традицию класть лягушку в крынку с молоком, чтобы оно не скисало? Сейчас этот механизм изучили и пытаются довести до медицинской технологии.
Ещё пример. Совсем недавно российские учёные из НИИ по изысканию новых антибиотиков им. Г.Ф. Гаузе исследовали жителей съедобных грибов и нашли несколько потенциальных поставщиков новых лекарств.
Другим путём пошли учёные из Новосибирска, работающие в российско-американской лаборатории биомедицинской химии ИХБФМ СО РАН. Им получилось разработать новый класс веществ - фосфорилгуанидины (выговорить сложно, да и записать нелегко). Это искусственные аналоги нуклеиновых кислот (точнее, их фрагментов), которые легко проникают в клетку и вступают во взаимодействие с её ДНК и РНК. Такие фрагменты можно создавать под каждый конкретный патоген на основе анализа его генома. Возглавляет проект американец Сидней Альтман (лауреат Нобелевской премии по химии 1989 года (вместе с Томасом Чеком). Профессор Йельского университета. В 2013-м мегагрант российский мегагрант и стал работать Институте химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН).
Но самые популярные направления поиска средств против инфекций - это бактериофаги и антимикробные пептиды.
С высоты птичьего полёта здание ИБХ РАН выглядит как двойная спираль ДНК. А сразу за воротами стоит непонятная скульптура. Табличка поясняет, что это комплекс антибиотика валиномицина с ионом калия посередине. Пятьдесят лет назад сотрудники института поняли, как связываются друг с другом ионы металлов и как проходят потом сквозь оболочку клетки благодаря ионофорам.
Сейчас в ИБХ занимаются и другой темой - бактериофагами. Это особые вирусы, которые избирательно атакуют бактерии. Руководитель лаборатории молекулярной биоинженерии Константин Мирошников ласково называет своих подопечных-бактериофагов зверюшками.
- Фаги хороши и одновременно плохи тем, что действуют на конкретный патоген. С одной стороны, мы целимся только в те микробы, которые мешают жить, и не беспокоим остальных, а с другой - на поиски нужного фага требуется время, которого обычно не хватает, - улыбается завлаб.
И бактерии, и бактериофаги есть в каждой луже. Они постоянно сражаются друг с другом, но уже миллионы лет ни одна сторона не может победить другую. Если человек хочет одолеть бактерий, которые атакуют его организм или картошку на складе, нужно в место размножения бактерий доставить больше соответствующих бактериофагов. Вот метафора, к примеру: когда осваивали побережье Золотых песков в Болгарии, там было много змей, тогда привезли много ежиков и те быстро сместили равновесие фауны.
- Два года назад мы начали сотрудничать с агропарком "Рогачёво" под Дмитровом. Генеральный директор организации Александр Чуенко - бывший электронщик и просвещённый капиталист, не чуждый научному подходу, - рассказывает Константин. - Урожай картошки подъедали пектолитические бактерии - мягкая гниль, которая живёт на складах. Если проблему не решать, картофель быстро превращается в тонны вонючей жижи. Обработка картошки фагами как минимум резко замедляет развитие инфекции - продукт дольше сохраняет вкус и товарный вид как в хранилище, так и на полках магазина. При этом фаги атаковали гнилостных микробов и биодеградировали - распались на частицы ДНК, белки и пошли на корм другим микроорганизмам. После успешных испытаний руководство нескольких крупных агрокомплексов заинтересовалось такой биозащитой урожая.
- Как вам получилось найти нужные бактериофаги и превратить их в противоядие? - спрашиваю я, поглядывая на игрушечного фага, стоящего на стопке книг.
- Для поиска есть классический метод двойного агара. Вначале на первый слой агара в чашке Петри стелите эдакий газон из бактерий, сверху льете воду из лужи и закрываете вторым слоем агара. Через какое-то время на этом мутном газоне появляется чистое пятно, значит, фаг сожрал бактерию. Мы выделяем фаг и изучаем его.
Лаборатория Мирошникова вместе с российскими и зарубежными коллегами получила грант РНФ на исследования и диагностику патогенов картофеля. Тут есть над чем работать: растительные бактерии изучены гораздо хуже человеческих. Впрочем, с нашим организмом тоже много неясного. По словам учёных, врачи не так обследуют человека: все анализы и осмотры заточены под антибиотики, а для фаговой терапии нужны другие методы.
- Фаготерапия - это не лекарство в нынешнем понимании, а скорее комплексная услуга, которая включает быструю диагностику и подбор нужного средства против конкретного патогена. В России препараты фагов входят в список лекарственных средств, но не упомянуты в методических рекомендациях для терапевтов. Так что врачи, которые в теме, вынуждены применять фаги на свой страх и риск. А в Польше, например, законодательство гласит, что, если пациента нельзя вылечить методами традиционной доказательной медицины, можно применять хоть танцы с бубном, хоть гомеопатию, хоть фаговую терапию. И во вроцлавском институте имени Гиршфельда фаги применяют в качестве персонализированной медицинской помощи. Причём с большим успехом, даже в случае запущенных гнойных инфекций. Применение фагов - научно обоснованный и биологически понятный, хотя и не банальный метод, - подытоживает Мирошников.
А вот новость из наукограда Пущино. Учёные из филиала ИБХ РАН, Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН и Института биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН исследовали, как фермент бактериофага Т5 действует на кишечную палочку. То есть работали не с самими бактериофагами, а с их белками-ферментами. Эти ферменты разрушают клеточные стенки бактерий - они начинают растворяться и гибнуть. Но у некоторых микробов есть надёжная наружная мембрана, и этот метод на них не действует. В Пущине решили в помощь ферменту привлечь вещества, которые увеличивают проницаемость мембраны. В результате экспериментов на культурах клеток кишечной палочки учёные выяснили, что вместе фермент и агент уничтожают бактерии намного эффективнее, чем по отдельности. Количество выживших клеток получилось уменьшить чуть ли не в миллионы раз относительно контрольного опыта. В качестве вещества-помощника использовали дешёвые распространённые антисептики, подобные как хлоргексидин, причём в очень низких концентрациях.
Фаги можно использовать не только в качестве лекарства, но и как средство, повышающее эффективность прививок.
- В рамках проекта, получившего поддержку Министерства образования и науки России, мы собираемся применить белки бактериофагов для усиления иммуногенных свойств искусственного антигена, - рассказывает микробиолог Андрей Летаров (доктор биологических наук, заведующий лабораторией вирусов микроорганизмов Института микробиологии им. С.Н. Виноградского ФИЦ Биотехнологии РАН). - Для этого фрагменты антигена методами генной инженерии сшивают с некоторыми белками бактериофагов, которые способны собираться в упорядоченные структуры, например в трубочки или сферы.
Как объясняет учёный, подобные структуры своими свойствами напоминают частицы патогенных вирусов, хотя в действительности никакой опасности для человека и животных не представляют. Иммунная система гораздо охотнее распознаёт подобные вирусоподобные частицы и быстро развивает антительный ответ. Это путь к созданию улучшенной вакцины, которая в дополнение к традиционной долговременной защите будет обеспечивать быстрый защитный эффект для предотвращения распространения заболевания в очаге инфекции.
Младший научный сотрудник учебно-научного центра ИБХ РАН Павел Пантелеев (кандидат химических наук) любит кататься на велосипеде по горам. Ещё он любит изучать морских беспозвоночных, точнее, их антимикробные пептиды, которые ежедневно сражаются с бактериями в организмах живых существ. Пептиды - это младшие братья белков: они тоже состоят из аминокислот, только их там не больше пятидесяти, а в белках сотни и тысячи.
- В начале каждой статьи о пептидах пишется примерно такая фраза: "Существует острая необходимость создания новых антибиотиков, потому что старые уже не работают ввиду резистентности. А антимикробные пептиды обладают чудесным свойством - резистентность со стороны бактерий вырабатывается к ним с большим трудом ". Учебно-научный центр, в котором я работаю, занимается поиском пептидов, которые позволили бы нам противостоять патогенным микроорганизмам, - говорит Павел.
Сегодня известно более 800 таких пептидов, но все они не работают на людях. Лекарства на основе пептидов раз за разом проваливают клинические испытания: не удаётся найти стабильные структуры, которые бы в нужном количестве поступали в нужное место и не вызывали побочных эффектов. Они имеют свойство накапливаться в организме: например, могут убить инфекцию, но не выйти с мочой, а остаться в почках.
- Мы изучаем морских кольчатых червей, - рассказывает Павел. - Вместе с коллегами из Института экспериментальной медицины мы выделили из червей Arenicola marina (морской пескожил) два пептида и изучили их. Когда я был аспирантом, мы ещё ездили на Белое море за червями, но в них новых пептидов так и не нашли. Конечно, это может быть связано с несовершенством методикипоиска, но, скорее всего, у этого червя действительно только два пептида, и этого достаточно, чтобы защищаться от патогенов.
- Почему именно черви, их проще изучать?
Оказывается, что существует концепция, согласно которой у древних беспозвоночных система врожденного иммунитета должна быть очень сильной, потому что многие из них живут в не самых благоприятных условиях среды обитания и до сих пор существуют. Сейчас одними из объектов моих исследований являются пептиды мечехвостов.
Павел достаёт телефон и показывает нечто с черепашьим панцирем и кучей отвратительных крабьих лапок. Такое можно увидеть только в фильме ужасов или в плохом сне.
- Тем не менее не важно, что ты изучаешь, червей, мечехвостов или свиней, - продолжает Павел. - У всех организмов ты будешь исследовать одни и те же ткани и клетки, где находятся пептиды. Скажем, клетки крови - нейтрофилы у млекопитающих или гемоциты у беспозвоночных. Пока неизвестно почему, можно лишь выдвигать гипотезы, в том числе шутливые. Свинья - не особо чистоплотное животное, поэтому ей нужно больше защитников, которые не дадут бактериям из её грязевой ванны заразить организм чем-нибудь. Но есть и универсальный ответ: в каждом конкретном случае пептидов столько, сколько необходимо для защиты организма.
- Почему пептиды лучше антибиотиков?
- Пептиды хитро устроены. В отличие от антибиотиков, которые, как правило, действуют на определённую молекулярную мишень, пептиды встраиваются в клеточную оболочку бактерии и формируют в ней особые структуры. В конце концов оболочка клетки разрушается под весом пептидов, захватчики проникают внутрь, а сама клетка взрывается и погибает. За исключением того, пептиды действуют быстро, а эволюция структуры мембраны - очень невыгодный и сложный для бактерии процесс. В таких условиях вероятность развития устойчивости к пептидам сводится к минимуму. Кстати, в нашей лаборатории изучают пептиды не только животных, но и растений, например защитные соединения белково-пептидной природы из чечевицы, укропа. На базе отобранных природных образцов мы создаём что-то интересное. Получившееся вещество вполне может быть гибридом - чем-то средним между пептидом червяка и мечехвоста, - уверяет Павел.
Хочется надеяться, что лет через пять, десять или двадцать наступит новая эра борьбы с микробами. Бактерии - существа хитрые и, возможно, создадут в ответ ещё более мощные средства обороны и нападения. Но и наука не будет стоять на месте, так что в этой гонке вооружений победа всё-таки останется за человеком.
Штатные сотрудники - бактерии, обитающие в нашем организме. По некоторым оценкам, их общая масса составляет от одного до трёх килограммов, а по количеству их больше, чем клеток человека. Они могут быть заняты на производстве (выработка витаминов), в перерабатывающей промышленности (переваривание пищи) и в армии (в нашем кишечнике эти бактерии подавляют рост своих патогенных собратьев).
Приглашённые специалисты по пищевому производству - молочнокислые и другие бактерии используются для производства сыра, кефира, йогурта, хлеба, квашеной капусты и других продуктов.
Двойные агенты - вообще-то, они враги. Но их получилось завербовать и заставить работать на нужды нашей обороны. Речь идёт о прививках, то есть введении в организм ослабленных вариантов бактерий.
Приёмные дети - это уже не бактерии, а части наших клеток - митохондрии. Когда-то они были самостоятельными организмами, но, проникнув сквозь клеточную мембрану, лишились независимости и с тех пор исправно обеспечивают нас энергией.
Рабочие-военнопленные - генетически модифицированные бактерии используются для производства лекарств (в том числе - антибиотиков) и многих других полезных веществ.
Оккупанты - все те, кто внедряется в наш организм, паразитирует на нём и приводит к ангине, туберкулёзу, чуме, холере и многим другим заболеваниям.
Пятая колона - некоторые бактерии, обитающие в нашем теле или на коже, в обычной ситуации могут быть вполне безвредными. Но когда организм ослаблен, они коварно поднимают восстание и переходят в наступление. Их ещё называют условно-патогенными штаммами.
Защитные крепости - колонии бактерий, которые покрывают себя слизью и плёнками, предохраняющими от действия лекарственных средств.
Бронированная пехота - среди бактерий, устойчивых к антибиотикам, есть такие, которые умеют делать свои внешние оболочки непроницаемыми для молекул лекарств. Мощь пехоты скрыта в липополисахаридном слое. После гибели бактерий этот слой из жиров и сахара попадает в кровь и может вызвать воспаление или даже септический шок.
Тренировочные базы - ситуации, в которых выживают самые устойчивые и опасные штаммы. Такой тренировочной базой для бактериального спецназа может служить организм человека, который нарушает курс приёма антибиотиков.
Химическое оружие - некоторые бактерии научились вырабатывать вещества, которые разлагают лекарства, лишая их целебных свойств. Скажем, ферменты из группы бета-лактамаз блокируют действие антибиотиков из группы пенициллинов и цефалоспоринов.
Маскировка - микробы, меняющие внешнюю оболочку и белковый состав так, что лекарства их "не замечают".
Троянский конь - некоторые бактерии используют особые приёмчики для поражения врага. Скажем, возбудитель туберкулёза (Mycobacterium tuberculosis) способен забираться внутрь макрофагов - иммунных клеток, которые отлавливают и переваривают блуждающих болезнетворных бактерий.
Суперсолдаты - этим всесильным бактериям не страшны почти никакие лекарства.
1. Своевременно проходите вакцинацию.
2. Применяйте противомикробные препараты только в случае их назначения дипломированным врачом.
3. Ещё раз: не занимайтесь самолечением с помощью антибиотиков!
4. Помните, что антибиотики не помогают от вирусов. Лечить ими грипп и многие виды "простуды" не только бесполезно, но и вредно. Вроде бы это проходят в школе, однако во время исследования ВЦИОМ на вопрос "Согласны ли вы с утверждением, что антибиотики убивают вирусы так же хорошо, как и бактерии?" 46% респондентов ответили "да".
5. Принимайте лекарство ровно в тех дозах и столько дней, сколько назначил врач. Не прекращайте приём, даже когда почувствуете себя здоровым. "В случае если вы не доведёте лечение до конца, есть риск, что антибиотики не убьют все бактерии, вызвавшие вашу болезнь, что эти бактерии мутируют и станут устойчивыми. Это формируетсяне в каждом случае - проблема в том, что мы не знаем, кто может закончить лечение преждевременно и без последствий", - признаются специалисты ВОЗ.
6. Никогда не делитесь антибиотиками.
7. Не используйте назначенные ранее и оставшиеся после приёма антибиотики.
8. Мойте руки. Пейте только чистую воду.
9. Используйте средства защиты при половых актах.
10. Избегайте тесных контактов с больными. Если сами заболели, проявите благородство - не пытайтесь заразить своих одноклассников, сокурсников или коллег. В смысле - сидите дома.
krasgmu.net
Виды устойчивости бактерий и методы ее определения и профилактики
Одной из наиболее актуальных проблем в лечении инфекционных заболеваний является устойчивость бактерий к определенным группам медикаментов. В современной медицине различают естественную и приобретенную устойчивость (резистентность):
Приобретенная лекарственная устойчивость – развивается как результат приобретения микробом новых свойств либо потеря старых под действием различных факторов окружающей среды, в том числе благодаря дезинфектантам.
Естественная (или природная) лекарственная устойчивость – является врожденным свойством определенной бактерии.
Большая часть бактерий обладает более выраженной изменчивостью, нежели у представителей высшего класса, что объясняется коротким сроком развития и другими аспектами внешней среды. Благодаря внешним дезинфектантам может провоцироваться образование спор, которые практически неуязвимы для воздействия. Появление спор – это способ выживания для бактерий, которые попали в неблагоприятные условия. С помощью спор бактерия может пережить этот период и дождаться более подходящих для жизни условий.
Особенности устойчивости к дезинфицирующим средствам
Довольно давно установлено, что микробы могут формировать устойчивость к дезинфектантам. Бактериальная устойчивость к дезинфектантам представляет собой свойство микробов, которое заключается в способности их к размножению и росту в условиях прикосновения к дезинфектантам определенных концентраций. Выделяют естественную и приобретенную бактериальную устойчивость к внешним дезинфектантам.
Известны разнообразные методики исследования микробной устойчивости к дезинфектантам. Наиболее известна методика выяснения устойчивости к дезинфектантам Красильникова А.П., Гудковой Е.И. Подобные методики обеспечивают не только оценку большей части дезинфицирующих средств, но и антибактериальной активности, присущей тем или иным внешним дезинфектантам. Одной из наиболее распространенных является устойчивость бактерий к химическим веществам группы аммониевых соединений.
Для проведения исследования на выявление устойчивости к дезинфектантам применяют чистые бактериальные культуры.
Антибактериальная терапия
Обширное использование антибактериальных препаратов в практической медицине, а также ветеринарии способствовало распространению устойчивых к антибиотикам бактериальных клеток. Как результат, устойчивые бактерии делятся на:
резистентные (устойчивые) к одному препарату бактерии;
одновременно резистентные микроорганизмы к лекарствам нескольких фармакологических групп (множественная устойчивость).
Первая группа микроорганизмов может объединять резистентные к нескольким антибиотикам штаммы. В данном случае имеется в виду наличие близкого по химической природе состава. Так, микробы, устойчивые к рифампицину, обладают резистентностью к стрептоварицину, так как этим антибиотикам присущий общий механизм воздействия – угнетение функциональности РНК-полимеразы. Лекарственная устойчивость к стрептомицину свидетельствует также о резистентности к таким антибиотикам, как неомицин, дигидрострептомицин.
Основные механизмы образования резистентности
Основной механизм формирования вторичной устойчивости микроба к антибиотикам заключается в появлении генов резистентности, которые переносятся плазмидами и транспозонами. Различают следующие механизмы биохимической устойчивости к антибиотикам:
перестройка в структуре мишени воздействия;
инактивация антибактериального препарата;
активное освобождение бактериальной клетки от антибиотика;
изменение проницаемости наружных структур бактерии;
образование «шунта» метаболизма.
Нарушение структуры мишени воздействия подразумевает изменение структуры ферментов, которые стимулируют выработку пептидогликана. Лекарственная резистентность к внешним антибиотикам, имеющим разное происхождение, развивается вследствие невозможности распознавания медикаментами мишеней.
Инактивация антибактериального препарата происходит в результате нарушения фактора β-лактамного кольца. Основной механизм резистентности к аминогликозидам – ферментативная модификационная инактивация этого фактора. Плазмиды микробов содержат в своем составе гены, способные стимулировать ацетилирование либо фосфорилирование антибиотика. Вторичная лекарственная устойчивость микроорганизмов к антибактериальным лекарствам (цефалоспоринам и пенициллинам) связана синтезом бета-лактамаз – это ферментные вещества, которые разрушающе действуют на активность фактора β-лактамного кольца.
Выделяют 2 типа бета-лактамаз – цефалоспориназы и пенициллазы, однако каждый из них активен по отношению к антибиотикам обеих групп, так как направлен на область фактора β-лактамного кольца.
Для угнетения активности бета-лактамаз рекомендуют добавлять в лечение к антибиотикам клавулановую кислоту, а также сульбактам (сульфоны пенициллановой кислоты).
Активное освобождение микробной клетки от антибиотика осуществляется специальными транспортными системами цитоплазматической мембраны, и антибактериальные препараты не достигают цели.
Изменение проницаемости наружных структур для различных веществ определяется мутацией, в результате чего теряется способность к транспорту веществ через стенку бактерии. Образование метаболического «шунта» объясняется приобретением генов, которые позволяют образовывать «обходные» пути метаболизма для образования ферментов нечувствительных к антибиотикам.
Температура и ее влияние на микробы
Важную роль в жизнедеятельности бактерий имеет регуляция температуры, которая зависит от условий окружающей среды. Под действием температуры окружающей среды изменяется не только скорость протекания химических реакций, но и развивается перестройка структуры протеинов, воды, регулируется перемещение фазовых жиров.
Как правило, активность бактерий и их жизнедеятельность наиболее оптимальны при температуре 0-60°С. Нижняя граница жизненной температуры для бактерий обусловлена кристаллизацией воды при нулевом значении показателя температуры окружающей среды. Верхняя граница обусловлена разрушением белковых структур при воздействии высокой температуры. В зависимости от устойчивости к различной температуре окружающей среды различают следующие типы бактериальных клеток:
Мезофильные – большая часть известных бактерий, оптимальные значения температуры для их жизнедеятельности составляют +3-50°С. Наиболее известный представитель – E. Coli.
Психрофильные – рост таких микроорганизмов возможен при температуре от –10 до 20°С. Среди них выделяют облигатные (не растут при температуре 20°С и выше), факультативные (верхняя граница значений жизненной температуры может быть выше).
Термофильные – подразделяются на несколько групп: термотолерантные – растут при температуре 10-60°С; факультативные – температуре от 40 до 70°С; экстремальные – температуре от 60 до 110°С.
Известны случаи обнаружения микроорганизмов при температуре воды 250-300°С. Существуют также эндотермные (образуют тепловую энергию сами) и эктотермные организмы, температура которых связана со значениями температуры окружающей среды.
Термоустойчивость (или терморезистентность) – свойство микроба, которое заключается в его способности сохранять свою жизнедеятельность во время продолжительного нагревания при температуре окружающей среды выше допустимого максимума для конкретного типа бактерии. Наиболее устойчивы к высокой температуре окружающей среды формы бактерий в виде спор.
Термофильные бактерии живут в основном в горячих источниках
Нормальные виды бактерий характеризуются наличием антагонистического действия. Такая активность препятствует разрушающему эффекту. Это относится к следующим факторам:
гуморальной системе,
клеточным факторам защиты.
Фагоцитоз – это механизм защиты бактериальной клетки от чужеродных объектов, который реализуется благодаря разным мутациям и фагоцитам. Данный процесс реализуется благодаря нейтрофилам (фагоцитам), которые выполняют защитные функции по отношению к чужеродным бактериям и веществам. К фагоцитам относятся макрофаги и микрофаги.
Фагоцитам свойственны три основные функции: защитная, секреторная, представляющая (отвечающая за иммунитет). Благодаря фагоцитам и соответствующим факторам среды образуется стойкий иммунитет против многих заболеваний.
Отдельное место отводится бактериофагам, которые представляют собой вирусы, избирательно повреждающие бактериальные клетки. К бактериофагам в медицине обращаются как к альтернативному методу лечения антибиотиками. Микробы, которые имеют устойчивость к антибиотикам, не имеют стойкости к бактериофагам. Особенно хорошо поддаются бактериофагам микробы, имеющие полисахаридную мембрану, которая защищает их от антибиотиков.
Аэробные спорообразующие микробы
Одними из наиболее устойчивых бактерий к различным факторам окружающей среды являются микроорганизмы, обладающие способностью к образованию спор. Способность бактерий к образованию спор широко применяется в промышленности для производства ферментов, органических кислот, антибиотиков и других веществ. Встречаются и патогенные для человека типы спор, такие как сибиреязвенная бацилла.
Образование спор некоторых бактерий является основной проблемой в консервном производстве, консервации крови, пищевых и сельскохозяйственных продуктов. Распространенность спор в природе довольно широка, так как такие бактерии обнаруживаются повсеместно. Способность к образованию спор – один из уникальных механизмов устойчивости микробов к различным повреждающим действиям окружающего мира.
probakterii.ru
сможем ли мы изменить ход событий? — BudZdorovStarina.ru
Перевод новости Би-Би-Си об опасности для человечества, которую представляют новые супербактерии, против которых ещё не разработаны антибиотики. Мы сами помогаем размножаться таким бактериям.
1. Антибиотики: человечество в опасности
В большой популяции бактерий могут быть такие, на которые не действуют антибиотики
Антибиотики ─ это необходимые людям лекарства, которые используются для лечения бактериальных инфекций уже в течение 70 лет. Они действуют таким образом, что либо устраняют условия существования бактерий, без которых они не могут выжить, либо предотвращают их размножение.
Беда заключается в том, что со временем эти препараты становятся все менее и менее эффективными против бактериальных инфекций, и в один «прекрасный» день они вообще перестанут действовать. В настоящее время никаких альтернатив применению антибиотиков нет.
Вполне вероятно, что лет через 20 такие методы лечения, как химиотерапия и даже несложные хирургические операции, станут невозможными, потому что они основаны на применении антибиотиков. Мы стоим перед лицом будущего, в котором даже кашель или порез опять могут убивать, как в старые времена.
2. Как бактерии превращаются в супербактерии
Как бактерии становятся супербактериями, устойчивыми к антибиотикам? Оказывается, эти крошечные организмы находят способы на молекулярном уровне увернуться от лекарств, предназначенных для их убийства, превращаясь в супермикробов, которые не просто выживают, а процветают. Ниже показано, как это происходит.
Когда пациент получает антибиотик, подавляющий бактериальную инфекцию, несколько бактерий, по той или иной причине, оказываются устойчивыми к лекарству и остаются живыми.
Супербактерии стафилококка заполонили белую кровяную клетку (красная на рисунке)
Устойчивые бактерии (супербактерии) начинают размножаться, создавая популяцию микробов, не чувствительных к антибиотику. На рисунке показано, как размножившиеся бактерии резистентного золотистого стафилококка сокрушают белую кровяную клетку.
Наведение мостов между бактериями для передачи устойчивости к антибиотику
Устойчивость к антибиотикам может быстро распространиться в популяции, так как несколько бактерий могут воспроизвести новое поколение всего за 20 минут. Устойчивость к антибиотикам может передаваться от одной бактерии к другой прямым контактом путём наведения мостов между ними.
Вирусы-бактериофаги, атакующие бактерию
Вирусы, называемые бактериофагами, могут также передавать антибиотическую устойчивость между двумя близко родственными бактериями. Во время вирусной атаки они вводят в бактерию вещество со свойствами, определяющими устойчивость по отношению к антибиотику.
Новый штамм супербактерий
Если обнаруживается, что штамм бактерий содержит несколько генов устойчивости к воздействию антибиотика, то он становится известным как новый штамм супербактерий. Такой штамм может стать большой проблемой для медицинских работников, так как нужно искать новый антибиотик, который сможет убивать эти супербактерии и остановить их размножение.
3. Мы усугубляем проблему
Схема появления и распространения супербактерий
Наши действия ускоряют нарастание устойчивости бактерий к антибиотикам, особенно в таких областях деятельности, как сельское хозяйство и здравоохранение. Супербактерии имеют тенденцию к развитию там, где против бактерий чаще применяют антибиотики и при наличии большого скопления животных и людей. Эти устойчивые к антибиотикам бактерии могут быстро распространяться из фермерских хозяйств и больниц к населению как напрямую, так и косвенно, через систему водоснабжения, после чего люди передают их друг другу при кашле или через немытые руки.
4. Новых антибиотиков нет, а старые на исходе
Распределение количества открытий новых антибиотиков по десятилетиям (начиная с 1920-х)
Фармацевтические исследования не поспевают за ростом сопротивления бактерий антибиотикам. На протяжении последних 25 лет не было открыто ни одного нового типа (класса) антибиотиков, и некоторые штаммы бактерий теперь целыми и невредимыми выходят из борьбы со старыми препаратами, предназначенными для их уничтожения. В результате этого инфекции, вызванные этими бактериями, практически не поддаются лечению.
Эксперты предупреждают ─ мы отстаём уже на десятилетия в гонке против супермикробов. Мы сейчас используем самые тривиальные, но мало эффективные природные антибиотики, так как создание новых эффективных препаратов требует гораздо больше времени и изобретательности, а у производителей мало финансовых стимулов, чтобы этим заниматься. Фармацевтические компании нацелены на разработку препаратов против хронических заболеваний, дающих максимально возможную прибыль.
5. Решение проблемы сегодня
В настоящее время супербактерии являются серьезной глобальной угрозой здоровью населения, так как они приспособились к множеству существующих антибиотиков, что приводит приблизительно к 400000 случаев инфицирования и 25 000 смертей в Европе каждый год.
Хотя хорошо поставленные в больницах Великобритании мониторинг и гигиена привели к снижению уровня угрозы жизни людей со стороны некоторых штаммов бактерий, другие штаммы устойчивых бактерий в настоящее время находятся на подъёме. Случаи инфицирования кишечной палочкой и клебсиеллой пневмонии выросли в последние годы на две трети, что делает их наиболее частой причиной возникновения инфекций в больницах Великобритании.
В 2013 году Департамент здравоохранения Великобритании отреагировал на этот кризис, начав осуществлять пятилетний план борьбы с ростом устойчивости бактерий к противомикробным препаратам. Этот план подразумевает решение следующих задач:
Понять механизм повышения устойчивости бактерий к антибиотикам
Для этого развёрнута работа по увеличению сбора данных на молекулярном уровне, связанных с тем, как бактерии приобретают устойчивость к лекарствам, как их новые свойства развиваются и распространяются. Обмен данных на местном, национальном и глобальном уровне поможет всем исследователям, работающим в этой области.
Сохранить наши существующие антибиотики
Больницы обращают больше внимания на предотвращение бактериальных инфекций за счет улучшения практики соблюдения правил гигиены. Медицинские работники просвещают народ о проблеме устойчивости бактерий к антибиотикам, а врачам рекомендуется по мере возможности обходиться без назначения антибиотиков больным.
Поощрять новые методы лечения
Может ли разработка новых антибиотиков поощряться правительством? Может, и чем больше оно будет предоставлять лицензий и финансовых стимулов, тем больше может быть обнаружено антибиотиков.
Источник на английском
Перевод: Валентин Давитулиани budzdorovstarina.ru
На главную страницу…
budzdorovstarina.ru
Устойчивость к антибиотикам: бактерии вышли из-под контроля!
Проблема устойчивости к антибиотикам не новая. С каждым годом микроорганизмы становятся сильнее, а арсенал средств против них постепенно исчерпывается. Неужели в конечном итоге бактерии одержат полную победу над человеком?!
Бактерии вышли из-под контроля
За почти 90 лет антибиотики спасли сотни миллионов жизней. Тяжелые бактериальные инфекции капитулировали перед смертоносной силой новых лекарств. Вплоть до 60-х годов прошлого столетия медики были уверены в безоговорочной победе над бактериями, однако все оказалось не так просто. Микробы постепенно стали адаптироваться к антибиотикам, вырабатывая к ним устойчивость. И сегодня это одна из серьезнейших проблем, которая может обернуться настоящим апокалипсисом для человечества.
В 2014 году Всемирная организация здравоохранения забила тревогу в связи с тем, что все больше бактерий начинают выходить из-под контроля. Настоящей катастрофой резистентные формы антибиотиков становятся для отделений интенсивной терапии, где имеется множество патогенных микробов с устойчивостью ко многим антибактериальным препаратам.
ESKAPE
Аббревиатура ESKAPE указывает на наиболее опасные и часто встречаемые внутрибольничные микроорганизмы: Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acetinobacter baumanni, Pseudomonas aeruginosa и Enterobacter spp. Сложнее всего дела обстоят с грамотрицательными бактериями, поскольку их клеточная оболочка не позволяет лекарству проникнуть внутрь клетки. А если антибиотик и проникает, то специальные молекулярные насосы в клетке его выкачивают.
Сегодня в портфелях ведущих фармацевтических компаний почти не осталось действенных антибиотиков против устойчивых форм бактерий. За последние несколько лет у энтерококков появилась резистентность к ванкомицину и ампициллину. Наиболее тревожная новость в том, что бактерии виртуозно справляются и с антибиотиками нового поколения, например, даптомицину или лизенолиду.
Угроза эпидемий и финансового кризиса
Борьба с антибиотикорезистентностью пока не приносит плодов. Новые антибиотики выходят на рынок крайне редко. Из-за неудач, которые предпринимаются учеными в поисках эффективных антибактериальных препаратов, интерес фармкомпаний к антибиотикам также снижается. Компания просто невыгодно вкладывать сотни миллионов долларов в разработку и производство препарата, которые спустя несколько лет может оказаться неэффективным. В то же время специалисты в сфере здравоохранения говорят о грядущей угрозе смертоносных эпидемий, и если человечество сейчас не предпримет усилий в поисках новых препаратов, то жертвами инфекций могут стать десятки и сотни миллионов людей.
Сегодня врачи отмечают, что проблема устойчивости бактерий к антибиотикам серьезно влияет на заболеваемость и повышает смертность. Теперь пациентов приходится лечить дольше, применяя больше антибиотиков, что влечет за собой и финансовые затраты. Поскольку данная проблема с каждым годом становится все более сложной, то эксперты опасаются финансового коллапса в медицинской сфере. Для борьбы с антибиотикорезистентными формами бактерий некоторые клиники используют современные технологии, в частности, строят отдельные корпуса, где стены продуваются специальным обеззараживающим потоком воздуха. Однако такая технология крайне дорогая, и позволить ее себе могут только очень богатые клиники.
В США и некоторых странах Европы проведены серьезные исследования касательно влияния антибиотикорезистентных форм на производительность труда. Выяснилось, что из-за таких инфекционных болезней государство теряет миллиарды долларов, а на здравоохранения приходится выделять дополнительные суммы.
Review on Antimicrobial Resistance
В связи с растущей проблемой устойчивости бактерий к антибиотикам, правительство Британии запросило у своих ученых провести масштабное исследование Review on Antimicrobial Resistance. Согласно прогнозам британских специалистов, уже к 2050 году смертность из-за устойчивости к антибиотикам составит более 10 миллионов человек! Затраты на борьбу с этой проблемой достигнут 3,5% от общемирового ВВП.
Бывший премьер-министр Великобритании Дэвид Кэмерон, чье правительство и заказало исследование, был крайне взволнован выводами ученых. Политик отметил, что если человечество никак не сможет повлиять на явление антибиотикорезистентности, то в ближайшем будущем мы можем столкнуться со сценарием, когда антибиотики перестают работать, а мы скатимся в темные века, когда медицина была бессильной против инфекций.
Основная задача – разорвать клеточную стенку бактерий
Клеточная стенка бактерий – основной защитник микроорганизмов от вредоносного воздействия извне, в том числе и антибиотиков. Бактерии постоянно обновляют клеточную стенку, что позволяет им эффективно защищаться от неприятеля.
Ключевым элементом клеточной стенки бактерий является пептидогликан – полимер, состоящий из плотных углеводных нитей, которые сшиты белковыми мостиками. Это прочная структура, придающая клеточной стенке механической жесткости. В плазматической мембране бактериальной клетки имеется молекула липид ІІ, которая отвечает за транспортировку строительных элементов пептидогликана бактериальной стенки. Многие антибиотики в качестве мишени нацелены именно на липид ІІ. Это очень удобно, поскольку в большинстве бактерий имеется одна и та же молекула липида ІІ, а в клетках человека его нет.
Долгое время липид ІІ считался своего рода ахиллесовой пятой бактерий, однако недавно бактерии научились сопротивляться и к тем антибиотикам, которые действуют на липид ІІ, в частности к ванкомицину. Этот антибиотик прекрасно справлялся с энтерококками, но сегодня у этих бактерий уже имеется к нему резистентность.
В поисках новых антибактериальных средств ученые стали искать их в естественных средах обитания бактерий, где между отдельными микроорганизмами идет борьба на выживание. То есть, сами бактерии вынуждены бороться с другими бактериями при помощи химических веществ, которые они синтезируют. Так, в 2015 году группой американских ученых из Национального института здоровья в Мэриленде был открыт антибиотик тейксобактин, который обнаружили в почве. Исследования тейксобактина на культурах клеток показывают, что он действует не только на липид ІІ плазматических мембран бактерий, но и липид ІІІ – молекулу, которая является предшественников тейхоевой кислоты (еще одного важного компонента клеточной стенки бактерий). Другими словами, тейксобактин может стать хорошей альтернативой ванкомицину, однако опыты на животных пока не проводились, и до возможного внедрения этого препарата в медицинскую практику еще далеко. Пока результаты исследований на культурах клеток показывают, что токсичность тейксобактина на клетки человека очень низкая, что хорошо.
В настоящее время разрабатываются и другие антибиотики, нацеленные на липид ІІ, среди которых можно назвать низин, микробиспорицин и оритаванцин. Последний уже одобрен в США, и сегодня его используют для лечения ряда кожных инфекций.
Антимикробные пептиды
После того, как стало понятно, что бактерии научились обходить атаки синтетических веществ, ученые стали искать естественные антибактериальные вещества. Антимикробные пептиды являются естественными антибиотиками, которые имеются во всех живых организмах, в том числе и у человека. Они случат первичной мерой защиты от патогенных микроорганизмов и задействованы в системе врожденного иммунитета.
На сегодняшний день науке известно до 800 различных антимикробных пептидов, некоторые из которых проявляют и противоопухолевые свойства (например, дефензины).
Для большинства антимикробных пептидов характерны общие черты и свойства. Как правило, это короткие пептиды с высоким положительным зарядом, что позволяет им разрывать клеточные мембраны бактерий (которые заряжены отрицательно).
Выделяют два основных механизма действия антимикробных пептидов: угнетение метаболических процессов и нарушение целостности клеточной стенки. Примечательно, что большинство из этих пептидов действуют по второму сценарию.
Недостатком антимикробных пептидов является тот факт, что они проявляют свои свойства при достаточно высоких концентрациях. Среди преимуществ можно отметить скорость действия, они достаточно быстро поражают бактерии, а также обладают широким спектром действия.
Ряд антимикробных пептидов обладает цитотоксическим эффектом, что позволяет их использовать для лечения заболеваний кожных покровов и слизистых оболочек (без введения этих препаратов в кровь). В настоящее время антимикробные пептиды активно изучаются во многих странах. На их основе создаются противомикробные препараты от ряда инфекционных патологий. Одним из наиболее успешных примеров являются антибиотик рамопланин, который сегодня находится на стадии клинических исследований.
Биохирургия – личинки вместо скальпеля
Мало кому известен один любопытный факт из хирургии древности. Раньше, когда не было скальпелей и элементарных средств по дезинфекции, раны (в том числе и глубокие) лечили с помощью личинок мух Lucilia sericata. Принцип действия такой «биохирургии» заключался в том, что личинки охотно поедали омертвевшие ткани в ране, а также выделяли целый коктейль из антимикробных веществ, обеззараживая рану. Таким образом, рана быстро затягивалась.
Сегодня возможности антимикробных пептидов активно изучаются и в отношении бактерий, создающих так называемые биопленки. В этом вопросе имеются серьезные подвижки. В частности, разработаны препараты из комбинации различных антимикробных пептидов, которые разбивают биопленки на слизистых тканях животных (например, в тканях органов дыхания).
Вспомнить о былом
Для решения проблемы антибиотикорезистентности хороши все методы, которые позволяют без ущерба для здоровья человека побороть патогенную инфекцию. Помимо изобретения новых лекарственных средств и подходов, ученые также занимаются улучшением старых методик. О некоторых из них мы вам расскажем.
«Посеребрить» антибиотики. Об антисептических свойствах серебра известно дано. Ученый из Бостонского университета Джеймс Коллинз решил проверить, как будут работать антибиотики, если к ним добавить ионы серебра. Было проведено несколько исследований, которые показали, что при добавлении ионов серебра современные антибиотики в состоянии уничтожать в 1000 раз больше патогенных бактерий, что, несомненно, является огромным успехом. Каким же образом достигается столь впечатляющий эффект? Оказывается, при добавлении серебра у бактериальных клеток резко повышается проницаемость клеточной мембраны для лекарственных средств. Кроме того, ионы серебра нарушают метаболизм бактерий, из-за чего в них образуется большое количество реактивных форм кислорода, которые агрессивны в отношении бактериальных клеток.
Повернуть эволюцию вспять. Ученые из Калифорнийского университета заметили очень любопытную вещь. Оказывается, когда бактерия становится резистентна к одному антибиотику, то это ее делает более уязвимой к другому антибактериальному препарату. Открытие такого явления позволяют задуматься о создании специфической стратегии лечения несколькими антибиотиками, вынуждая бактерии потерять устойчивость к антибиотику, которым лечили больного изначально.
Бактериофаги и бактерии. Природа устроена таким образом, что практически у каждого живого организма имеется свой враг, и бактерии здесь не исключение. Бактериофаги – это вирусы бактерий, которые поражают бактериальные клетки, в которых они размножаются. Примечательно, что о бактериофагах стало известно до открытия пенициллина. Однако о них быстро забыли, когда в медицине стали применять антибиотики. Сегодня же бактериофаги вновь в центре внимания, поскольку они могут стать хорошей альтернативой. Преимущество этих вирусов в том, что они не поражают клеток человека, а бактерии не проявляют к ним резистентности. Еще один способ бороться с патогенными бактериями – использовать против них другие бактерии. Этот принцип хорошо работает в отношении кишечных бактерий, из-за которых развивается дисбактериоз.
Уровень потребление антибиотиков на душу населения в %
Прогнозы на будущее
К сожалению, пока прогнозы по борьбе с устойчивостью бактерий к антибиотикам неутешительны. И, тем не менее, мировое научное и медицинское сообщество не покладая рук работают над решением этой проблемы. Как было сказано выше, сегодня разрабатываются новые антибактериальные препараты и создаются новые подходы в лечении инфекционных заболеваний. Однако большинство разработок пока проходят этап доклинических исследований, и говорить об их применении в медицинской практике пока рано. Кроме того, одних только разработок новых антибиотиков недостаточно. Необходимы новые вакцины от патогенных штаммов, улучшение состояния с санитарным контролем и гигиеной, в том числе и в сельском хозяйстве.
Сегодня ряд международных организаций, таких как Инициатива по инновационным лекарственным средствам ЕС, Глобальный фонд и другие запустили программы по поиску и внедрению новых лекарственных средств от патогенных микробов. При этом в эти программы задействованы не только ученые и медики, но и промышленность, сельское хозяйство и другие отрасли экономики. Учитывая столь сильную обеспокоенность и желание справиться с проблемой устойчивости бактерий к антибиотикам, все же, остаются оптимистичные ожидания, и, возможно, человечеству, все же, удастся избежать «апокалипсиса», который может наступить из-за отсутствия контроля над патогенными микроорганизмами.