Nowy sposób na zwalczanie opornych bakterii?

Kluczem do zwalczania "superbakterii", potrafiących przetrwać kurację antybiotykową, może być stałe utrzymywanie ich w stanie obudzenia. Wyniki najnowszych badań dotyczących tego, jak bakterie chronią się przed lekami poprzez przechodzenie w stań uśpienia, być może pozwolą na stworzenie metody, która uniemożliwi im ukrywanie się.

Infekcje bakteryjne bywają często trudne do usunięcia, ponieważ niewielki odsetek bakterii zawsze jest uśpiony. Te niewielkie grupy unikają działania antybiotyków - po to, by później obudzić się i ponownie namnożyć. Ale mechanizm tej bakteryjnej odporności na leki staje się od niedawna dla nas coraz bardziej czytelny - powstają więc metody walki z tym zjawiskiem. Nowy raport, opisany w "Science", wyjawia nam strukturę i zasadę działania jednego z głównych czynników, odpowiadających za wprowadzanie bakterii w stan uśpienia - chodzi o białko o nazwie HipA. Raport informuje też, że inne białko - HipB - potrafi neutralizować ów czynnik.

"Wiemy już jak wygląda i działa HipA. Teraz próbujemy opracować skuteczne inhibitory, hamujące jego działanie" - mówi Maria Schumacher, autorka raportu i biochemik z działającego w ramach University of Texas Anderson Cancer Center in Houston.

Naukowcy mogą szukać inhibitorów w "bibliotekach" znanych komponentów lub próbować zaprojektować je od nowa. Tak czy owak, poznanie sekretów HipA jest wielkim krokiem naprzód.

"Przez dłuższy czas nie doceniano tego, jak bardzo swoista wytrwałość pomaga bakteriom w unikaniu antybiotyków. Ten raport zbliża nas do zrozumienia, z czego wynika ta wytrwałość" - komentuje Thomas Hil, mikrobiolog z University of North Dakota.

Bakterie potrafiące wytrzymać kurację antybiotykową są czymś innych niż bakterie odporne na działanie leków - te pierwsze potrafią "przeczekać" okres działania leków (ale pozostaję na nie wrażliwe), drugie w drodze ewolucji nabyły odporność. Większość antybiotyków działa na bakterie w okresie wzrostu - zmusza je do produkowania toksycznych substancji. Ale uśpione bakterie niczego nie produkują - dlatego też gdy skończy się kuracja a one się obudzą, są znów gotowe do namarzania się.

Takie bakterie są poważnym zagrożeniem dla zdrowia, ponieważ powszechnie występują w tzw. biofilmach - czyli złożonych z mikroorganizmów warstwach, pokrywających dowolne powierzchnie. Powodują one ok. 60% infekcji bakteryjnych w krajach rozwiniętych.

"Biofilm tworzy się np. na sprzęcie medycznym. Występuje też w płucach pacjentów chorych na mukowiscydozę" - mówi Richard Brennan, biochemik z Anderson Cancer Center i współautor raportu.

Zjawisko "wytrwałości" bakterii wykryto podczas II wojny światowej - lekarze zaobserwowali wtedy, że znaczna część bakterii, które przetrwały w ludzkim organizmie kurację penicylinową, tak naprawdę jest wrażliwa na ten lek. Fenomen ten jest jednak bardzo trudny do zbadania - ponieważ w stanie uśpienia w organizmie ludzkim pozostaje zwykle zaledwie 1 jedna na milion obecnych w nim bakterii.

Dr Schumacher oraz jej zespół odkryli, że HipA dezaktywuje pewien komponent niezbędny do produkcji białka. Gdy ta produkcja zostaje wstrzymana, bakteria przechodzi w stan uśpienia. HipB znosi działanie HipA w uśpionych bakteriach, zaś w aktywnych - uniemożliwia mu zadziałanie.

Zdaniem autorów raportu, HipA występuje u wielu różnych patogenicznych bakterii i ma kluczowe znaczenie dla ich zdolności przeczekiwania kuracji.

Niestety, choć badania naukowców rzucają nieco światła na tę specyficzną umiejętność bakterii, to nie wyjaśniają one skąd wynika to zjawisko ani też dlaczego białko HipB nie jest czasami w stanie powstrzymać HipA. "Wydaje się, że dzieje się to przypadkowo" - mówi Brennan.

Dla dr Schumacher oraz jej zespołu następnym etapem będzie zbadanie, jaką jeszcze funkcję pełni HipA oraz poszukiwanie innych komponentów, które mogą sprawiać, że bakterie potrafią przeczekać kurację. "Wiemy, że są też inne mechanizmy zapewniające bakterię tę specyficzną wytrwałość. Chcielibyśmy je przeanalizować" - mówi Brennan.

Zdaniem zaangażowanych w projekt naukowców, wyniki ich badań są potwierdzeniem wcześniejszych, czysto akademickich analiz (w ramach których próbowano uzyskać odpowiedzi na interesujące pytania - nawet bez planów wykorzystania zdobytej w ten sposób wiedzy w praktyce). "To najlepszy przykład czystej nauki. Odkrywamy, jak działają pewne mechanizmy i otwieramy sobie w ten sposób drzwi do dalszych badań" - tłumaczy Brennan. "Wiele osób zastanawia się, na co idą ich podatki. Ale też coraz więcej osób widzi, jak bardzo ważne jest zrozumienie podstawowych procesów biologicznych" - dodaje Schumacher.



W tekście wykorzystano fragmenty: "Molecular Mechanisms of HipA-Mediated Multidrug Tolerance and Its Neutralization by HipB." By Maria A. Schumacher, Kevin M. Piro, Weijun Xu, Sonja Hansen, Kim Lewis, Richard G. Brennan. Science Vol. 323, 16 January 2009.