Mokslininkai ieško būdo kovoti su antibiotikams atspariomis bakterijomis

Kartais paprasta infekcija, kuri anksčiau būdavo sustabdoma keliomis tabletėmis, šiandien tampa lenktynėmis su laiku. Gydytojas keičia vieną vaistą kitu, laboratorija dar kartą tiria bakterijos jautrumą, o pacientas laukia atsakymo, nuo kurio gali priklausyti gydymo sėkmė. Tokie atvejai nebėra vien išskirtinės medicinos istorijos – jie vis dažniau tampa kasdienio darbo ligoninėse dalimi.

Bakterijos mokosi greičiau, nei kuriami vaistai

Antibiotikai dešimtmečius buvo vienas svarbiausių medicinos laimėjimų. Jie leido saugiai atlikti sudėtingas operacijas, gydyti plaučių uždegimą, kontroliuoti infekcijas po traumų ir padėjo išgelbėti milijonus gyvybių. Tačiau bakterijos nebuvo pasyvios.

Veikiamos vaistų, jos gali įgyti genetinių pokyčių, leidžiančių išgyventi. Atsparumo genais bakterijos taip pat gali pasidalyti tarpusavyje, net jei priklauso skirtingoms rūšims. Todėl atspari infekcija nėra vien konkretaus paciento problema – ji gali išplisti ligoninėje ar bendruomenėje.

Atsparumą spartina ne tik netinkamas antibiotikų vartojimas. Prie problemos prisideda ir vaistų skyrimas virusinėms infekcijoms, gydymo nutraukimas anksčiau laiko, nekontroliuojamas antibiotikų naudojimas žemės ūkyje bei nepakankama infekcijų kontrolė. Kuo dažniau bakterijos susiduria su antibiotikais, tuo daugiau galimybių turi išlikti tos, kurioms šie vaistai nebeveikia.

Pasaulio sveikatos organizacija atsparumą antimikrobiniams vaistams yra įvardijusi kaip vieną didžiausių grėsmių pasaulio sveikatai. Problema ypač aštri tada, kai infekciją sukelia keliems vaistams atspari bakterija. Tuomet gydytojams lieka mažiau pasirinkimų, o kai kurie iš jų gali būti toksiškesni, brangesni ar sunkiau prieinami.

Į pagalbą grįžta bakterijų priešai

Viena iš daugiausia dėmesio sulaukiančių krypčių – bakteriofagai, arba fagai. Tai virusai, kurie atpažįsta tam tikras bakterijas ir jas sunaikina. Skirtingai nei plataus veikimo spektro antibiotikai, fagai gali būti itin tikslūs: jie taikosi į konkrečią bakterijų rūšį ar net tam tikrą jos padermę.

Toks tikslumas yra ir privalumas, ir iššūkis. Prieš skiriant fagų terapiją būtina nustatyti, kokia bakterija sukėlė infekciją ir ar konkretus fagas ją veikia. Paciento organizme bakterijos taip pat gali tapti atsparios fagams, todėl mokslininkai tiria fagų derinius, vadinamus kokteiliais, taip pat galimybę fagus naudoti kartu su antibiotikais.

Fagų terapija nėra visiškai nauja idėja. Ji buvo taikoma dar prieš antibiotikų eros pradžią, o kai kuriose pasaulio šalyse buvo vystoma ir vėliau. Vis dėlto šiuolaikinė medicina reikalauja griežtų klinikinių tyrimų, aiškios gamybos kontrolės ir patikimų saugumo duomenų. Mokslininkai turi įrodyti ne tik tai, kad fagas naikina bakteriją laboratorijoje, bet ir kad jis saugus bei veiksmingas žmogaus organizme.

Kita kryptis – bakterijų genetinio valdymo technologijos. Tyrėjai nagrinėja, kaip CRISPR sistemos galėtų būti panaudotos atsparumo genams išjungti arba tiksliai sunaikinti pavojingas bakterijas, nepažeidžiant naudingų mikroorganizmų. Kol kas tai daugiausia ankstyvųjų tyrimų sritis, tačiau principas patrauklus: užuot bandžius sunaikinti visas bakterijas, būtų siekiama smūgiuoti tik konkrečiam pavojingam mechanizmui.

Nauji vaistai ir dirbtinio intelekto paieškos

Klasikinių antibiotikų kūrimas pastaraisiais dešimtmečiais tapo sudėtingas ir brangus. Naują vaistą reikia ne tik atrasti, bet ir ištirti, įrodyti jo veiksmingumą, įvertinti šalutinį poveikį bei užtikrinti, kad bakterijos jam kuo ilgiau netaptų atsparios.

Mokslininkai ieško medžiagų neįprastose vietose – dirvožemyje, jūrų organizmuose, vabzdžiuose ir net žmogaus organizme gyvenančiuose mikroorganizmuose. Tiriami ir antimikrobiniai peptidai – trumpos baltymų grandinės, galinčios pažeisti bakterijų membranas. Kai kurie jų natūraliai aptinkami gyvūnų organizmuose ir yra imuninės apsaugos dalis.

Į šią paiešką vis aktyviau įsitraukia dirbtinis intelektas. Kompiuteriniai modeliai gali analizuoti milžiniškus cheminių junginių ir genetinių sekų duomenų kiekius, atrinkti potencialias molekules ir numatyti, kaip jos galėtų veikti bakterijas. Tai leidžia sutrumpinti pradinį paieškos etapą, kuriame tradiciškai tenka išbandyti tūkstančius ar net milijonus variantų.

Tačiau dirbtinis intelektas nėra laboratorijos pakaitalas. Jo pasiūlytas junginys dar turi būti pagamintas, patikrintas ląstelėse, išbandytas su gyvūnais, o vėliau – klinikiniuose tyrimuose. Be to, naujas antibiotikas savaime neišspręs problemos, jei jis bus vartojamas pernelyg plačiai ar netinkamai.

Gydymas priklausys ir nuo tikslesnės diagnostikos

Kova su atspariomis bakterijomis vyksta ne tik vaistų laboratorijose. Didelę reikšmę turi diagnostika, nes gydytojui svarbu kuo greičiau sužinoti, kokia bakterija sukėlė infekciją ir kuriems antibiotikams ji jautri.

Tradiciniai mikrobiologiniai tyrimai gali užtrukti kelias dienas. Sunkios infekcijos atveju tai ilgas laikas, todėl pradžioje pacientui dažnai skiriamas platesnio veikimo vaistas. Kai gaunami tyrimų rezultatai, gydymas turėtų būti susiaurinamas iki konkrečiai infekcijai tinkamiausio antibiotiko. Greitesni molekuliniai testai galėtų padėti šį procesą sutrumpinti iki kelių valandų.

Ne mažiau svarbi ir prevencija. Rankų higiena, skiepai, tinkamas žaizdų gydymas, infekcijų kontrolė ligoninėse ir antibiotikų skyrimas tik tada, kai jų iš tiesų reikia, mažina spaudimą bakterijoms. Tai nėra tokie įspūdingi sprendimai kaip naujas vaistas ar genų redagavimo technologija, tačiau jų poveikis gali būti labai platus.

Atsparių bakterijų problema greičiausiai nebus išspręsta vienu atradimu. Ateities medicina remsis kelių priemonių deriniu: greita diagnostika, tikslingais antibiotikais, fagais, naujomis molekulėmis, genetinėmis technologijomis ir atsakingu vaistų vartojimu. Kol laboratorijose ieškoma naujų ginklų, kiekvienas nereikalingas antibiotikų kursas suteikia bakterijoms dar vieną progą prisitaikyti.