Устойчивость к антибиотикам делает некогда спасительные лекарства бесполезными. Можем ли мы обратить это вспять?
Мир сталкивается с постоянно растущей угрозой со стороны бактерий, которые вырабатывают устойчивость к известным антибиотикам, делая основные лекарства неэффективными. Но теперь исследователи изучают новые перспективные стратегии лечения, цель которых — сделать устойчивые бактерии вновь восприимчивыми к лекарствам.
Рост устойчивости бактерий к антибиотикам был назван «тихой пандемией» из-за ее незаметного глобального распространения и отсутствия срочного общественного внимания, по сравнению с другими пандемиями, такими как COVID-19, особенно в регионах, где использование антибиотиков остается в основном бесконтрольным. Согласно оценкам, приведенным в докладе 2019 года, опубликованном Центрами по контролю и профилактике заболеваний (CDC), в том году от устойчивых бактерий погибло не менее 1,27 миллиона человек по всему миру, причем 35 000 из них — только в США. Это означает 52-процентное увеличение числа смертей в США от устойчивых микробов по сравнению с предыдущим отчетом CDC в 2013 году.
«Устойчивость к антибиотикам представляет собой серьезную угрозу для здоровья населения, потому что от антибиотиков зависит очень многое в современной медицине — роды, лечение рака, трансплантация, операции и инфекции», — сообщил Live Science Замин Икбал, профессор алгоритмической и микробной геномики в Университете Бата (Великобритания).
Что стало причиной нарастающей катастрофы? Главными виновниками являются чрезмерное и неправильное использование антибиотиков как в медицине, так и в сельском хозяйстве.
Это связано с тем, что устойчивость к антибиотикам возникает в результате естественного эволюционного процесса, в ходе которого выживают наиболее приспособленные бактерии, обладающие необходимыми инструментами для борьбы с антибиотиком, и передают эти инструменты дальше.
Когда популяция бактерий подвергается воздействию антибиотика, любые генетические мутации, позволяющие бактериям выжить, быстро распространяются между бактериальными клетками. Многократное использование различных антибиотиков может привести к тому, что бактерии выработают устойчивость к нескольким препаратам, в результате чего появятся штаммы, которые уже не поддаются лечению никакими известными антибиотиками — с потенциально смертельными последствиями.
В свете этой леденящей душу реальности мы должны как можно дольше продлить эффективность уже имеющихся антибиотиков, пока в фоновом режиме разрабатываются новые, альтернативные решения. Один из способов добиться этого — найти стратегии, способные обратить вспять процесс, в результате которого бактерии становятся устойчивыми, и вернуть их в состояние, чувствительное к лекарствам.
Для этого Жоана Азередо, доцент Университета Миньо в Португалии, использует естественного врага бактерий — бактериофаги, или вирусы, заражающие бактерии. Эти вирусы, известные как фаги, часто обсуждаются как перспективная стратегия лечения устойчивых к антибиотикам бактерий, поскольку они способны убивать зараженные ими клетки. Однако фаги, которыми интересуется Азередо, не убивают бактерии, а встраиваются в их геномы.
В ее исследованиях генетически сконструированные фаги используются в качестве «троянских коней» для доставки генов, которые в конечном итоге делают бактерии уязвимыми к антибиотикам, устраняя гены устойчивости, которые они несут.
Общим механизмом сопротивления, который бактерии используют как против фагов, так и против антибиотиков, являются биопленки, которые защищают бактериальные клетки от вреда. Фредрик Альмквист, профессор органической химии из Университета Умео в Швеции, вместе с молекулярным биологом Кристиной Сталлингс, профессором молекулярной микробиологии из Вашингтонского университета, разрабатывают химические соединения, которые разрушают биопленки лекарственно-устойчивых бактерий, эффективно восстанавливая их чувствительность к антибиотикам.
В ходе исследований Альмквист и Сталлингс обнаружили небольшую молекулу, которая нарушает генетические пути, позволяющие микробам формировать биопленки. Молекула не только блокирует развитие этого механизма устойчивости, но и восстанавливает чувствительность к антибиотикам у бактерий, которые уже научились их использовать.
Другие исследователи применяют иной подход: Они нацеливаются на последующий механизм резистентности, а не на устранение ее основной генетической причины. Например, исследования Деспоины Мавриду, доцента Техасского университета в Остине, направлены на борьбу с резистентными бактериями путем прекращения производства клетками белка, который помогает сворачивать другие белки.
Складывание — это ключевой этап, который позволяет только что созданному белку выполнять определенную функцию. Подход Мавриду предотвращает сворачивание белков, которые позволяют бактериям сопротивляться антибиотикам. В ходе исследований ингибирование этого белка, способствующего сворачиванию, восстановило чувствительность бактерий с множественной лекарственной устойчивостью. Однако ингибиторы, использованные в исследовании, еще не одобрены для использования человеком, поэтому необходимы дальнейшие исследования, чтобы довести эти открытия до клиники.
Параллельно с этими исследованиями учёные обращают внимание на роль окружающей среды в распространении устойчивых бактерий. Например, загрязнение водоемов антибиотиками и другими фармацевтическими веществами создаёт условия для эволюции устойчивых штаммов. Борьба с этой проблемой требует не только разработки новых лекарств, но и пересмотра действующих практик использования антибиотиков в медицине и сельском хозяйстве.
Кроме того, важно повышать осведомлённость среди населения о последствиях неумеренного применения антибиотиков, включая их использование без назначения врача. Образовательные программы могут способствовать изменению поведения пациентов и медиков, помогая предотвратить дальнейшую эскалацию проблемы.
Согласованное сотрудничество между учеными, медицинскими работниками и государственными учреждениями также станет важным шагом к решению данной проблемы. Разработка национальных стратегий по борьбе с устойчивыми бактериями и идеей «одного здоровья», охватывающей здоровье человека, животных и экосистемы, может привести к более эффективным результатам в борьбе с этой тихой пандемией.
Разработка новых антибиотиков — дело дорогое и сложное, и это одна из причин, почему их так мало. Поэтому крайне важно защитить и продлить эффективность уже имеющихся антибиотиков. Будущее кризиса антибиотикорезистентности неопределенно, но продолжающиеся исследования дают надежду на инновационные стратегии, которые могут изменить ход решения этой глобальной проблемы. Однако крайне важно, чтобы мы учились на предыдущих ошибках. Любые новые стратегии, которые мы принимаем, должны предвидеть, как бактерии могут эволюционировать, чтобы противостоять лечению».
Важно понять, как бактерии реагируют на давление отбора, оказываемое антибиотиками», — сказал Эндрю Престон, профессор кафедры микробной патогенности в Университете Бата и главный редактор журнала «Микробиология», в своем электронном письме Live Science. «В ближайшее время появятся новые стратегии лечения, поэтому необходимо рассмотреть, как можно смягчить/снизить отбор на устойчивость, чтобы продлить их использование».
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
Похожие статьи
ДРУГИЕ НОВОСТИ
