Vsako leto po vsem svetu približno 700 tisoč ljudi umre zaradi okužb, ki jih povzročajo različne vrste bakterij, odpornih na trenutno obstoječe antibiotike.
Tu je nekaj primerov: odprt zlom je pri ženski povzročil okužbo stegnenice. Za zdravljenje je bila uporabljena antibiotična terapija, ki pa ni bila uspešna in je bolnik umrl zaradi septičnega šoka. Za bakterijo normalne človeške flore Klebsiella je bilo kasneje ugotovljeno, da je patogena in odporna na vseh 26 antibiotikov, registriranih v Združenih državah Amerike.
V ZDA vsako leto umre približno 23 tisoč ljudi, 25 tisoč ljudi v Evropi in približno 700 tisoč ljudi po vsem svetu zaradi nalezljivih bolezni, ki jih povzročajo bakterije, odporne na antibiotike. Po ocenah strokovnjakov bo čez približno tri desetletja smrtnost zaradi takšnih bakterij dosegla 10 milijonov ljudi letno. Vendar pa financiranje razvoja novih antibiotikov upada.
Zakaj torej bakterije postanejo agresivne in odporne na zdravila? In zakaj je potem razvoj novih antibiotikov nerentabilen?
Kot veste, so antibiotike odkrili povsem po naključju. Aleksander Fleming je bil značilen po svoji ohromnosti, ki sploh ne slika znanstvenika, še bolj pa bakteriologa. Leta 1922 je znanstvenik po tem, ko je sluz iz nosu naletel na kolonijo bakterij, po naključju odkril encim, imenovan lizocim. In 6 let pozneje, leta 1928, je po naključju v kulturo stafilokoka vnesel spore plesni in opazil, da so vse bakterije okoli gojene glive poginile.
Znanstvenik je prišel do zaključka, da se zahvaljujoč plesni sintetizira baktericidna snov z izpodrivanjem bakterij, ki tekmujejo za hranilni medij. Fleming je izoliral penicilin iz plesni, ki se je izkazal za učinkovitejšega od tistih zunanjih antiseptikov, ki so se takrat uporabljali v kirurgiji. Penicilin se za razliko od antiseptičnih zdravil lahko vbrizga v človeško telo in se tam bori proti okužbam v različnih tkivih in organih. Še več, tudi potem, ko je zdravilo razredčeno 800-krat, je njegovo antibakterijsko delovanje še naprej obstajalo.
Kasneje so visoko aktivnost majhnih odmerkov zdravila pojasnili z določitvijo mehanizma delovanja penicilina. Ko se antiseptiki uporabljajo v visoki koncentraciji, se celične stene bakterij uničijo. Po drugi strani penicilin prodre v celico, kjer blokira tvorbo biopolimera, ki je potreben za rast celičnih sten bakterij.
Vendar je Fleming že kmalu uspel ugotoviti, da če v kratkem času dajemo ali dajemo premajhen odmerek penicilina, potem kolonije bakterij, ki jim je uspelo preživeti, pridobijo odpornost na tiste odmerke zdravila, ki so bili prej učinkoviti. In tudi kasneje so znanstveniki ugotovili, da imajo stafilokoki prirojeno sposobnost sinteze encima, ki uničuje penicilin. Do neke mere je antidot.
Promocijski video:
Trenutno so znanstveniki zanesljivo ugotovili, da so taka soočenja značilna ne le v naravnih pogojih med bakterijami in glivami, temveč tudi med vrstami bakterij istega rodu, saj imajo v tem primeru isti substrat in nišo, za katero se je treba boriti. Tako se na primer trenutno različne vrste stafilokokov borijo za sluznico človeških ust, hkrati pa proizvajajo protistrupe in baktericidne snovi.
Vendar v tem spopadu ni zmagovalcev ali poražencev, saj se je skozi milijone let takšen evolucijski boj številnih vrst mikroorganizmov človeške mikroflore spremenil v ravnovesje, ki je postalo neprecenljiva pridobitev za celoten organizem. Število vsake vrste je strogo omejeno z baktericidnim delovanjem drugih vrst bakterij, velikostjo zasedene niše in telesno imunostjo. Zlasti lahko populacija Staphylococcus aureus, ki povzroči gnojne okužbe, doseže do 10 tisoč bakterij na ml medija brez škode za človeško telo, bakterija Klebsiella pa je lahko prisotna v črevesju ali na koži zdravega človeka in ne škodi človeku, če je velikost populacije ne bo več kot 10 tisoč bakterij na gram zalege.
Preprost primer bo pomagal odgovoriti na vprašanje, zakaj bakterije pridobijo super odpornost na antibiotike. Zlasti si lahko predstavljamo, da v eni od majhnih afriških držav prihaja do spopada in da je ena od strank prejela orožje za množično uničevanje. Če govorimo o bakterijah, bodo antibiotiki postali takšno orožje za množično uničevanje, vendar ne naravnega izvora, temveč sodobne sintetične snovi, ki se uporabljajo v visokih koncentracijah.
Po uporabi takšnih antibiotikov se bo zaradi vrste bakterij, ki so na drogo najbolj občutljive, zmanjšala raznolikost vrst. Niše, ki zaradi tega postanejo prosta, bodo hitro zasedele tiste vrste bakterij, ki imajo sposobnost sinteze protistrupov. Tako bodo kolonije tistih bakterij, ki so odporne na antibiotike, pridobile evolucijsko prednost in posledično se bo zmanjšala genska raznolikost znotraj ene vrste. Zato oseba z uporabo antibiotikov nezavedno ustvari pozitivne pogoje za najbolj odporne seve bakterij. Zaradi tega neselektivna uporaba antibiotikov pogosto vodi v razvoj kroničnih bolezni, ki jih izzove povečanje patogene mikroflore.
Oseba, ki je prenašalka tovrstnih bakterij, bo postala distributer, ki jih bo posredovala svojim sorodnikom, prijateljem in znancem, ki bodo sčasoma začeli uporabljati druge antibiotike. Tako se bo nadaljevala naravna selekcija in bakterije, ki so bile odporne na eno vrsto antibiotika, bodo postopoma pridobivale tako imenovano multirezistentnost, torej odpornost na različne vrste antibiotikov. Prav ti patogeni se imenujejo superbugovi.
Poleg tega ima veliko vrst bakterij sposobnost izmenjave odpornih genov s pomočjo plazmida (vodoravni prenos genetskih elementov zunaj kromosoma). Velika nevarnost je v dejstvu, da odpornost na večje število vrst antibiotikov pridobijo anaerobne bakterije, za katere je značilna anoksična presnova. Če je oseba poškodovana, lahko te bakterije vstopijo v krvni obtok, kar povzroči hudo okužbo. Prav to se je zgodilo v zgoraj opisanem primeru, ko so bakterije prodirale v kostno tkivo. V poskusu, da bi rešili žensko, so zdravniki uporabili skoraj ducat antibiotikov, na kulturi, izolirani iz žarišča okužbe, pa so testirali ducat več zdravil, vendar vsi ti antibiotiki niso bili učinkoviti.
Še večja nevarnost je, da lahko vse vrste patogenih bakterij pridobijo odpornost na antibiotike, zlasti tiste, ki povzročajo antraks, salmonelozo in dizenterijo. Čeprav so vse te okužbe praktično občasne, lahko njihovi povzročitelji zaradi vodoravnega prenosa genov v plazmidih zlahka pridobijo antibiotično odpornost bakterij normalne mikroflore. Poleg tega so domače živali pogosto prenašalci nevarnih okužb. Treba je opozoriti, da so v tem primeru odporne bakterije v njih veliko bolj razširjene kot pri ljudeh. Po mnenju strokovnjakov je to posledica dejstva, da se v kmetijstvu v krmo dodajo antibiotiki za preprečevanje različnih vrst okužb. Te doze ne ubijajo bakterij,vendar le ne dovolijo, da se množijo. Toda navsezadnje je Fleming dejal, da uporaba nizkih odmerkov antibiotikov vodi do zmanjšanja občutljivosti na zdravila.
Zelo zanimiv eksperiment je izvedla skupina raziskovalcev s Harvarda, v katerem je bilo prikazano, kako število odpornih sevov bakterij raste v primeru postopnega povečanja koncentracije antibiotikov z minimalne na tisočkrat.
Zato je treba antibiotike jemati le tako, kot jim predpišejo zdravniki in le v priporočenih odmerkih. Hkrati je treba spomniti, da če je bakterija, ki je izzvala bolezen, že odporna na antibiotik, potem celo jemanje zdravila v visokih koncentracijah lahko dolgo časa ni učinkovito. V tem primeru je treba v laboratorijskih pogojih določiti občutljivost bakterije na zdravilo. V ta namen se skupaj z inokulacijo bakterij na hranilni medij namestijo papirnati diski, ki so impregnirani z različnimi vrstami antibiotikov. Ko se okoli diskov pojavijo prozorni obroči, lahko govorimo o odsotnosti rasti bakterijske kulture. Z drugimi besedami, je občutljiv na ta antibiotik. Če ni prosojnega obroča, lahko govorimo o prisotnosti upora.
Zahvaljujoč rezultatom takšne študije bodo zdravniki že lahko predpisali enega od antibiotikov ozkega spektra, ki patogen zatirajo, ne da bi pri tem škodovali celotni mikroflori. Vendar je tovrstna raziskava precej draga in zahteva več dni. Zaradi tega zdravniki praviloma predpišejo antibiotike, ne da bi čakali na rezultate testov. V večini primerov se ta analiza sploh ne izvaja, antibiotik pa je predpisan brez določanja vrste patogena. Tako se uporablja antibiotik širokega spektra. V nekaterih primerih lahko to pozitivno vpliva, vendar v človeškem merilu ta težava še poslabša bakterijsko odpornost na antibiotike.
Če govorimo o razvoju in testiranju novih vrst antibiotikov, je treba opozoriti, da je ta postopek zelo naporen in drag. Za njegovo izvajanje je potrebno približno milijardo dolarjev naložb in več kot deset let. Poleg tega se antibiotiki v večini primerov uporabljajo na kratkih tečajih, včasih le nekajkrat v življenju. Če govorimo o antipiretičnih, analgetičnih ali hormonskih zdravilih, jih uporabljamo veliko pogosteje in širše. Zaradi tega so naložbe privlačnejše. Zaradi tega se novi antibiotiki uvajajo v prakso vedno manj.
Nepripravljenost vlagateljev, da vlagajo v razvoj novih zdravil, povzroča tudi dejstvo, da se odpornost zadnjih generacij bakterij vedno bolj povečuje. V sodobni terapiji se zdravniki vzdržijo široke uporabe novih antibiotikov, ki jih uporabljajo le v skrajnih primerih v obliki rezerve. To zmanjša povpraševanje po teh zdravilih in jim odvzame dobiček. Tako se izkaže, da bakterijska odpornost, ki jo povzročajo antibiotiki, zavira razvoj novih zdravil.
Nedvomno sta odkrivanje in aktivna uporaba antibiotikov v terapiji postala pravi preboj v medicini. Od njegovega nastanka so antibiotiki rešili milijone človeških življenj. Toda zdaj je treba iskati nove rešitve, ki bodo pripomogle k zmanjšanju odvisnosti medicine od uporabe antibiotikov.