Antibiotici

Antibiotici iz prašine

prasina, zemljiste, antibiotici, zdravlje, inovacije

Antibiotici gotovo ceo vek nas spasavaju od bolesti koje su nekada desetkovale čovečanstvo. Sredinom XIX veka svako drugo rođeno dete umiralo je pre svog prvog rođendana, uglavnom zbog bolesti koje danas smatramo ostacima prošlosti, kao što su veliki kašalj (izazivač je Bordetella pertussis), kolera (Vibrio cholerae) i zapaljenje pluća (Streptococcus pneumoniae).

Ali, bakterije otporne na antibiotike danas su u usponu, a stari neprijatelji, za koje smo mislili da smo ih se zauvek rešili, opet su tu, jači neko ikada. Lekovi koji su nekada uništavali smrtonosne bakterije sada su bezvredni. A antibiotici koji su danas delotvorni mogli bi da postanu takvi već u skoroj budućnosti. Zapaljenje pluća, tuberkuloza i druge bolesti sve jače nasrću na naše ranjive odbrambene sisteme.

Antibiotici – rat protiv bakterija

Antibiotska era je počela slučajnim otkrićem penicilina davne 1928. godine. Ovaj važan korak u tadašnjoj madicini načinio je škotski naučnik Aleksandar Fleming (eng. Alexander Fleming). On je otkrio G penicilin iz gljivice Penicillium notatum. Fleming nije bio hemijski ekspert, tako da nije uspeo da izoluje, prečisti i primeni penicilin, to su učinili oksfordski naučnici Howard Florey i Ernst Boris Chain. Ova tri naučnika su 1945. godine podelili Nobelovu nagradu za Fiziologiju i medicinu.

 

Sir Alexander Fleming, Ernst Boris Chain i Sir Howard Walter Florey
Foto Credit: The Nobel Foundation

Problem otpornosti na antibiotike toliko je ozbiljan da je WHO (eng. World health organization) upozorila da živimo u postantibiotskom svetu, kada je jemstvo za sigurno izlečenje od bakterijskih zaraza postalo stvar prošlosti. U aprilu 2014. godine, ova organizacija objavila je da „ova ozbiljna pretnja više nije predviđanje za budućnost, ona se dešava sada, u svakom delu sveta i može da utiče na svakoga – bilo kog uzrasta, u bilo kojoj zemlji sveta. To je danas glavna pretnja javnom zdravlju.“

 

 

Srećom, u borbi protiv smrtonosnih zaraza, infekcija, mikrobiolozi su u potrazi za novim rešenjima. Većina nas verovatno bi pomislila na gljivice u buđavom hlebu – prvobitni izvor penicilina – ili, možda, na molekule osmišljene u računarima. Ali, najmoćniji lekovi mogu da se nalaze tamo gde se najmanje očekuje – ispod naših nogu, u zemljištu. Istraživači Univerziteta Rokfeler (eng. Rockefeller University) u Njujorku u zemljišnim bakterijama traže još neotkrivene gene. Jer, u stvari, same bakterije najveći su pojedinačni izvor antibiotika. Razlog je jednostavan: bakterije vode rat između sebe već milionima godina. „Svaki kutak planete – od okeana do unutrašnjosti naših usta – poprište je bakterijskog rata. Antibiotici su oružije koje bakterije koriste jedne protiv drugih, a geni za otpornost na antibiotike, predstavljaju odbranu koju su druge vrste zauzvrat razvile. Gotovo sveki lek ima prirodno poreklo“, kaže profesor Šon Brejdi, vođa tima Rokfeler univerziteta. „Ključ je da shvatimo kako priroda bije bitku koju i mi vodimo.“

 

Do sada je tim pomenutog univerziteta ispitao oko sto uzoraka zemljišta, ali da bi ovakva istraživanja bila zaista svrsishodna, stručnjaci žele da pregledaju što je više moguće različitih uzoraka zemljišta. Njihova namera je da naprave mapu biosintetske raznolikosti među zemljišnim mikrobima. Zbog toga je pokrenut poseban projekat nazvan „Lekovi iz prljavštine“ (eng. Drugs from Dirt Project), odnosno naučna inicijativa kojom se pozivaju stanovnici iz 50 država SAD da pošalju uzorke svog lokalnog zemljišta u laboratoriji radi ispitivanja. Po mišljenju sve većeg broja stručnjaka, otpornost na antibiotike zahteva opšte naučne napore, možda i stvaranje antibiotičkog ekvivalenta postojećeg „Međuvladinog panela o klimatskim promenama“ (eng. Intergovernmental Panel on Climate Change). Ovo telo bi moglo da upravlja dokazima, da ubrzava otkrića novih lekova i obezbedi da se ista politika vodi u celom svetu. Do sada je, međutim, međunarodni odgovor bio slab. Prošlog meseca je WHO samo prihvatila da bi otpornost na antibiotike trebalo da spada u nadležnosti međunarodnih zdravstvenih propisa.

Zdravstveni problem s kojim se danas suočavamo uglavnom je posledica pogršnog ponašanja čoveka. Postoje tri osnovna razloga: preterano prepisivanje antibiotika, upotreba antibiotika u poljoprivredi i nedostatak novih lekova.

Preterana upotreba antibiotika pomogla je opstanku i širenju otpornih bakterija. Drugim rečima, čovek je stvorio evolucionu silu koja pospešuje širenje otpornosti na lekove. Sami antibiotici ne prouzrokuju stvaranje gena koji bakterije čine otpornim – oni već postoje u mikrobiološkim populacijama i stari su kao i same bakterije. Međutim, antibiotici ubijaju bakterije koje nisu prirodno otporne, pružajući otpornim bakterijama mogućnost da se nametnu. One mogu toliko da se razmnože da obnove čitav bakterijski soj, ali sada s genima u potpunosti otpornim na lek. Odgovarajući antibiotici spasavali su ljudske živote samo onda kada je dolazilo do bakterijskih infekcija, ali je mnogo ljudi posezalo za njima i kada nisu bolovali od bakterijske infekcije, već od virusa – kao što su, najčešće, prehlada ili grip. Uzimanje antibiotika u takvim slučajevima ubija bezopasne bakterije koje žive u našem organizmu, čime se stanje samo pogoršava jer se pospešuje razvoj bakterija prirodno otpornih na lek. Ovakva navika dovela je do porasta broja bakterijskih sojeva otpornih na određene antibiotike, jer bakterije imaju čudnu sposobnost da mogu međusobno da razmenjuju gene kroz mehanizam nazvan „vodoravni prenos gena“. Čovek svoje gene može da prenese samo na svoju decu, dok bakterije mogu da ih mešaju i razmenjuju između sebe. Tako i geni za otpornost na antibiotike mogu da teku između različitih bakterijskih vrsta, uključujući bezopasne i one koje izazivaju bolest. Što je još gore, svedoci smo uspona „superbakterija“ , onih koje su istovremeno otporne na više lekova, a svoje gene otpornosti dobile su iz nekoliko različitih izvora. Takva je MRSA (eng. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus).

 

MRSA (eng. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus)
Foto Credit:
Zona Medicine®

 

Još jedan činilac koji stoji iza povećane otpornosti na lekove jeste sve veća upotreba antibiotika u poljoprivredi. Iako je ta praksa zabranjena u EU, u SAD se antibiotici koriste kao „pospešivači rasta“, stoke. Daju se zajedno sa stočnom hranom govedima i svinjama, posebno kada se životinje uzgajaju u prepunim stajama i oborima, s namerom da se spreči širenje bolesti i ubrza njihov rast. Više od polovine antibiotika koji se koriste u Americi daju se domaćim životinjama, čime se podstiče širenje gena otpornih na antibiotike. I, na kraju, u proteklih četvrt veka gotovo da nije otkriven nijedan nov antibiotik. Većina antibiotika nastala je i bila odobrena u zlatnom dobu antibiotika, između 1940. godina (kada je počela njihova industrijska proizvodnja) i 1980. godine. Ipak, iako izgleda da je sudbina antibiotika sumorna, mogućnost novih otkrića postoji. Zapravo je ogromna, jer su naučnici do sada posmatrali samo mali deo bakterjiskih populacija koje postoje na Zemlji.

„I taj mali deo prirodne raznolikosti koji smo do sada koristili spasao je mnoge živote, a postoji ogroman broj koji smo zanemarili. To je kao da smo ceo život posmatrali samo ono što postoji u našoj sobi, a ne i ono izvan nje, u celom svetu“, ističe Brejdi. Štaviše, od tri staništa koja u svetu sadrže najviše bakterija – od okeana, naših creva i zemljišta – daleko najveću raznovrsnost bakterijskih vrsta sadrži prljavština u zemlji. Zemljište je već dalo jedan nov antibiotik – platensimicin, koji je farmaceutski gigant „Merck“ izdvojio 2006. godine iz Streptomyces platensis. Ovaj lek je uveo i novu vrstu hemije, nov način delovanja antibiotika – tako što ometa način na koji bakterije stvaraju energiju iz masnih kiselina.

 

Platensimicin

Foto Credit: Zona Medicine®

U stvari, osnovna prepreka koja je do sada sprečavala posmatranje daleko šireg spektra gena bilo je ograničenje da su mogli da se ispituju samo oni bakterijski sojevi koji su mogli da se uzgajaju u kulturi u laboratorjiskim uslovima. A mnoge, verovatno većina bakterijskih vrsta, ne rastu lako na jednostavnim agar podlogama. Međutim, s pojavom revolucije u određivanju redosleda nukleotida u DNK, ta prepreka je uklonjena. Biolozi sada mogu da dođu do genetskih podataka i bez razvoja kultura mikroorganizama. Tako su otkrili da sušna zemljišta sadrže bakterije koje mogu da proizvedu veću raznolikost molekula. Šta će još naći? U to naučnici nisu sigurni, ali zanaju da će sigurno doći do novih otkrića. „U svakoj kašici prljavštine koju pogledamo nalazimo nešto sasvim novo“, kaže Brejdi. Posle svega, izgleda da borba protiv bakterija i nije tako beznadežna.

 

Literatura: