Czy niebawem staniemy się bezbronni wobec infekcji bakteryjnych? Czy żyjemy u schyłku tak zwanej „ery antybiotyków”? Te pytania z pewnością spędzają sen z powiek wielu naukowców. Nikt nie ma wątpliwości, że zmierzenie się z problemem antybiotykoopornych bakterii wymaga wysokiego zaangażowania i interdyscyplinarnej, międzynarodowej współpracy całych społeczeństw, połączonej z efektywną edukacją w obszarze rozważnego stosowania antybiotyków.

Skąd biorą się lekooporne bakterie?

Wykształcenie mechanizmu oporności na antybiotyk jako niekorzystny czynnik występujący w środowisku życia mikroorganizmów – z punktu widzenia mikroorganizmów oczywiście – jest naturalnym zjawiskiem zwiększającym przewagę danego szczepu bakterii w darwinowskiej „walce o byt”.

Niezwykle szybkie tempo namnażania się bakterii (np. w przypadku E.coli 1 podział na ok. 20 min) generuje potrzebę każdorazowego, błyskawicznego powielenia całego materiału genetycznego każdej komórki bakteryjnej, zawierającego ogromne ilości informacji zapisanych w kodzie genetycznym. Na drodze ewolucji, bakterie wykształciły sprawnie działające układy enzymatyczne zdolne do realizacji tego zadania.

Układy te nie są jednak niezawodne i zdarza się, że w procesie np. kopiowania DNA popełnią błąd, czyli wprowadzą mutację do kopii materiału. Taka mutacja pojawia się przypadkowo i może prowadzić do śmierci komórki, zaburzeń jej funkcjonowania lub wręcz przeciwnie – do nabycia przez bakterię „umiejętności”, takich jak np. zdolności syntezy określonych białek, które będą uniewrażliwiały ją na antybiotyk.

Trzeba podkreślić, że taka mutacja prowadząca do oporności na antybiotyk może pojawić się nawet w kolonii mikroorganizmów, które nigdy nie miały kontaktu z jego cząsteczką – jest to dzieło przypadku spowodowane wielokrotnymi, szybkimi podziałami komórek bakteryjnych. Jeżeli rozpatrujemy kolonię niewywołujących chorób np. bakterii glebowych, które nigdy nie doświadczą czynnika, przeciwko któremu się przypadkowo uodporniły, prawdopodobnie cecha ta, jeżeli nie daje kolonii żadnej innej przewagi w środowisku – zostanie niewykorzystywana i „zgubiona”. Ot przejaw ekonomii komórkowej – po co produkować białko nieposiadające żadnej przydatnej funkcji w danym środowisku?

Sytuacja jest mniej losowa w przypadku ludzkich bakterii patogennych

Inaczej sytuacja wygląda, kiedy przyjrzymy się kolonii bakterii chorobotwórczych rozwijających się w organizmie człowieka cierpiącego na infekcję bakteryjną. Jeśli podany zostanie odpowiedni antybiotyk we właściwym stężeniu – większość bakterii umrze i nastąpi wyleczenie organizmu. Strategia polega na jak najszybszym wybiciu wszystkich bakterii od czasu wprowadzenia do organizmu chorego antybiotyku.

Gorzej, kiedy pacjent przerwie antybiotykoterapię po zauważeniu chwilowej poprawy stanu zdrowia. W takiej sytuacji stężenie antybiotyku w organizmie zostaje obniżone, przez co kolonia bakterii chorobotwórczych nie zostanie zabita w 100%, a jedynie osłabiona. Pozostałe przy życiu komórki będą nadal się dzielić, a to może prowadzić do mutacji. Na nieszczęście chorego mutacja ta może i coraz częściej prowadzi do powstania komórki odpornej na antybiotyk.

Komórka ta zyskuje przewagę w środowisku jego występowania i daje początek nowej kolonii, która chętnie zagości ponownie w osłabionym chorobą organizmie. W takim przypadku konieczne jest znalezienie kolejnego antybiotyku skutecznego dla danego, już lekoopornego szczepu mikroorganizmów. Niestety nie zawsze jest to możliwe, ponieważ tempo nabywania przez bakterie antybiotkooporności jest niewspółmiernie wysokie w porównaniu do odkryć na polu nowych grup antybiotyków [2].

Autor: Igor Kaczmarczyk, Prezes Amber Laboratories

--

Więcej na temat antybiotykooporności znajdziecie także w poniższym materiale: