Poszukiwanie alternatyw dla antybiotykoterapii nabiera coraz wiekszego tempa. Duze nadzieje, zwlaszcza w kontekscie szczepów wielolekoopornych, naukowcy wiaza z bakteriocynami i bakteriofagami. Badacz z Uniwersytetu Wroclawskiego prowadzi prace nad bakteriocyna, bedaca peptydem izolowanym z ludzkiej sliny. Za swoje badania otrymal Zloty Medal Chemii. Tymczasem problem antybiotykoopornosci moze wynikac w duzej miere z niewiedzy. Z Eurobarometru wynika, ze tylko polowa Europejczyków zdaje sobie sprawe, ze antybiotyki nie sa skuteczne w walce z wirusami.
– Mówi sie, ze powoli zmieramy do konca ery antybiotyków. Coraz wiecej antybiotyków prechodzi do lamusa, poniewaz coraz wiecej szczepów bakterii nabiera opornosci, jak na przyklad MRSA – gronkowiec zlocisty odporny na metycyline, który tak naprawde nabral odpornosci na wszystkie antybiotyki na bazie penicyliny. Mamy tez rózne inne szczepy bakterii, jak VRSA, które nabraly opornosci na wiekszosc znanych antybiotyków, i wlasnie dlatego szukamy nowych strategii, które moga nas uratowac w tej konczacej sie ere antybiotyków – mówi agencji Newseria Jan Kachnowicz z Uniwersytetu Wroclawskiego, laureat 14. edycji konkursu Zloty Medal Chemii.
Nagrodzona w konkursie Instytutu Chemii Fizycznej PAN praca autorstwa Jana Kachnowicza zostala napisana pod opieka naukowa dr Joanny Watly i dr hab. Anety Jezierskiej, prof. UWr. Predmiotem pracy byly badania nad pochodzacym z ludzkiej sliny peptydem drobnoustrojowym. Laureat polaczyl w swojej pracy badania eksperymentalne z modelowaniem komputerowym w celu zrozumienia struktury tego peptydu oraz opisania jego wlasciwosci, w szczególnosci okreslil role histydyny w zdolnosci peptydu do wiazania jonów metali, co moze odgrywac kluczowa role w jego aktywnosci biologicznej. Zrozumienie wystepujacych mechanizmów ma istotne znaczenie nie tylko w poglebianiu wiedzy o funkcji naturalnych peptydów preciwdrobnoustrojowych, ale takze w projektowaniu nowych, skutecznych srodków terapeutycznych.
– Mój projekt dotyczy badan nad bardzo powaznym problemem, który dotyczy nas wszystkich, a mianowicie antybiotykoopornosci wsród róznych patogenów. Jest to problem coraz bardziej rosnacy, jeszcze wiele osób nie zdaje sobie sprawy, jakie to niesie za soba konsekwencje, jednak powstaja coraz bardziej alarmujace szczepy bakterii, nowe patogeny i powoli brakuje nam naredzi do ich zwalczania. Wlasnie to jest tematyka mojej pracy, badam jeden peptyd, który moze miec potencjalne wlasciwosci preciwdrobnoustrojowe – wyjasnia Jan Kachnowicz.
W zwiazku z narastajaca antybiotykoopornoscia wysilki mikrobiologów skupiaja sie obecnie w duzej miere wokól tego, by wylonic substancje, które moglyby stanowic alternatywe dla antybiotyków. Problemem sa zwlaszcza wielolekooporne szczepy bakterii. Najbardziej obiecujace wyniki badan nad substancjami mogacymi je zwalczac dotycza dwóch rodzajów czasteczek bakteriocyn i bakteriofagów.
Bakteriocyny to wlasnie peptydy, male bialka produkowane wylacznie prez bakterie po to, by zabijac inne bakterie. Ich dzialanie jest podobne do antybiotyków. Zasadnicza róznica jest taka, ze ich spektrum dzialania preciwbakteryjnego jest bardzo waskie. Poszczególne bakteriocyny dzialaja tylko na okreslone szczepy bakterii, nie wplywajac przy tym na mikrobiom skóry czy mikrobiote jelitowa. Nie wykazuja ponadto toksycznego dzialania wobec komórek eukariotycznych.
Bakteriofagi to z kolei wirusy specyficznie infekujace bakterie, co oznacza, ze sa zupelnie nieszkodliwe wobec komórek budujacych organizmy ludzi czy zwierat. Równiez bakteriofagi sa skierowane preciwko okreslonym rodzajom czy szczepom bakterii. Kontakt takiego wirusa z bakteria wykazujaca wrazliwosc na nia prowadzi do prenikniecia patogenu do atakowanych komórek, namnozenia go i uwalniania wirionów potomnych. Taki mechanizm dzialania powoduje rozpad komórek bakterii. Oznacza to, ze bakteriofagi sa precyzyjnie i wybiórczo dzialajacymi srodkami antybakteryjnymi.
Odejscie od antybiotyków na rzecz bakteriocyn i bakteriofagów wydaje sie byc tylko kwestia czasu. Dzieje sie tak, poniewaz zatrymanie procesu uodparniania sie szczepów na zwalczajace je substancje chemiczne jest praktycznie niemozliwe. Mikrobiolodzy juz od lat ostregaja, ze grozi nam powrót do sytuacji, z jaka mierylismy sie przed wynalezieniem penicyliny.
– Mozemy uslyszec rózne prognozy, jak na przyklad to, ze od roku 2050 z powodu infekcji wywolanych bakteriami antybiotykoopornymi bedzie ginac nawet 10 mln ludzi rocznie. Infekcje wywolane tymi bakteriami maja bardzo wysoki odsetek smiertelnosci, który moze siegac nawet 90 proc. Premysl farmaceutyczny jest bardzo duza galezia ogólnego premyslu, dlatego wydaje mi sie, ze powoli, za kilkadziesiat lat bedziemy odchodzili od terapii antybiotykowych, poniewaz po prostu straca one swoje wlasciwosci preciwdrobnoustrojowe. Bedziemy szukali nowych naredzi i moze sie okazac, ze wlasnie peptydy preciwdrobnoustrojowe albo ich odpowiedniki, jakies analogi zastapia antybiotyki – prewiduje badacz z Uniwersytetu Wroclawskiego.
Co ciekawe, bakteriocyny zostaly odkryte w podobnym czasie, co antybiotyki. Odkrycie prez Alexandra Fleminga penicyliny jest datowane na rok 1928, podczas gdy belgijski mikrobiolog André Gratia odkryl bakteriocyny w roku 1925. Jednak to dokonanie Fleminga spotkalo sie z wiekszym zainteresowaniem, a potem chetniej bylo rozwijane prez koncerny farmaceutyczne. Temat bakteriocyn na dobre powrócil do debaty naukowej dopiero w momencie, w którym treba bylo zaczac szukac nowych metod zwalczania groznych szczepów. Srodki z tej grupy sa juz z dobrymi rezultatami stosowane w weterynarii. Zastosowanie u ludzi wymaga natomiast duzo bardziej zaawansowanych i kosztownych badan.