Po trzech dekadach zastoju uczeni odkryli nowy antybiotyk. Może dzięki niemu nie wrócimy do czasów, gdy umierało się z powodu zakażonej rany czy zapalenia płuc.
W połowie ubiegłego wieku wydawało się, że raz na zawsze wygraliśmy tę wojnę. My kontra bakterie. Oczywiście naukowcy byli świadomi tego, że mikroby z czasem nabywają oporności na leki, ale wierzyli, że stale będą się pojawiały nowe środki. Dziś wiemy, że mikroby okazały się sprytniejsze. Uodparniają się na antybiotyki szybciej, niż nowe leki są w stanie przejść fazę badań klinicznych. Specjaliści nazywają to narastającym zjawiskiem antybiotykooporności. I biją na alarm.
- Nie stworzyliśmy porządnej klasy antybiotyków od końca lat 80. Lepiej wyprodukować kolejny lek na nadciśnienie, który pacjent będzie brał przez wiele lat, niż wypuścić na rynek antybiotyk, który stosuje się doraźnie przez tydzień czy dwa, bo to nieopłacalne - mówi prof. Sally Davies, główna doradczyni medyczna w ministerstwie zdrowia Wielkiej Brytanii.
Międzynarodowy zespół uczonych (głównie z USA i Niemiec) pod kierunkiem Losee Ling z NovoBiotic Pharmaceuticals w Cambridge wreszcie ma coś konkretnego do zaproponowania. Wyniki ich prac publikuje dzisiejsze wydanie "Nature".
99 proc. złota kryje się w ziemi
Najbardziej skuteczne antybiotyki, jakie do dziś odkryto, są naturalnymi produktami bakterii glebowych i grzybów. To broń służąca jednym mikrobom do wykańczania drugich.
Większość dostępnych dziś leków została odkryta w latach tzw. złotej ery antybiotyków - między 1940 a 1960 r. Z końcem tego okresu wyczerpały się możliwości poszukiwania nowych bakterii glebowych, bo te, które umieli wyhodować mikrobiolodzy na tradycyjnych pożywkach w laboratoryjnych szalkach, zostały już dokładnie przebadane.
Dla przykładu, "fabrykami" leków okazały się promieniowce - bakterie, które tworzą takie antybiotyki jak streptomycyna czy erytromycyna. Dają się łatwo hodować w laboratorium, ale stanowią tylko niewielką część mikrobiomu w glebie.
Wszystko to, co żyje w glebie, lecz nie rosło na szalkach, przez dekady pozostawało poza zasięgiem mikrobiologii. Naukowcy zwrócili się więc w latach 80. do biologii syntetycznej. Była ona skuteczna w tworzeniu nowych leków, ale antybiotyków nie dała. Znów więc zaczęto grzebać w glebie.
Pomogła genetyka. Dzięki sekwencjonowaniu DNA ustalono, że w glebie istnieje mikrobiologiczna niewidzialna "czarna materia", która stanowi aż... 99 proc. mikroorganizmów tam bytujących. To niewyobrażalne źródło nowych leków. Tylko jak się do niego dobrać?
Po jednej do kanalika
Praca współczesnych poszukiwaczy naturalnych antybiotyków opiera się na wciąż rosnącej bazie danych genetycznych mikrobów glebowych. Uczeni "czytają" ich geny, a następnie starają się je odtworzyć i "wpakować" do komórki gospodarza, żeby zobaczyć, co one kodują. Ale jest też inna metoda - tworzenie nowych technik hodowli bakterii.
Naukowcy, którzy chwalą się dziś w "Nature" odkryciem nowego leku, są w tej dziedzinie pionierami. Udało im się stworzyć miniaturowe urządzenie zwane iChip, które pozwala na hodowanie mikrokolonii bakterii w ich naturalnym środowisku, tj. w glebie. Nie trzeba ich zatem wyrywać z otoczenia i przenosić do laboratorium. To było kluczem do sukcesu.
Uczeni przypuszczają, że większość mikrobów glebowych potrzebuje do rozwoju innych (także nieznanych) bakterii, tworzonych przez nie związków, odpowiednich proporcji substancji znajdujących się w środowisku itp. Dlatego zawodzi hodowanie ich na szalce.
Nowa technika jest w sumie dość prosta. Do czipu wkrapla się roztwór rozcieńczonej próbki gleby. Specjalny mikrokanalik "wyłapuje" pojedyncze komórki bakteryjne. Całość następnie otacza się półprzepuszczalną membraną i z powrotem umieszcza w glebie. Dzięki temu do uwięzionych mikrobów przenikają składniki odżywcze i czynniki wzrostu z ich naturalnego środowiska.
Uczeni twierdzą, że dzięki ich metodzie w urządzeniu udaje się hodować 50 proc. wykrytych metodami genetycznymi mikrobów. Dla porównania: na szalce rośnie tylko 1 proc. bakterii glebowych.
Kiedy zamknięta w czipie minikolonia urośnie, jest już zdolna do przetrwania in vitro. I można ją badać. Każda z kolonii była testowana pod kątem wytwarzanych przez mikroby związków. Ekstrakty z próbek nakraplano na płytki z patogenną bakterią Staphylococcus aureus (gronkowiec złocisty), sprawdzając, czy zawartość którejś z próbek hamuje namnażanie się tego mikroba.
Udało się! Bardzo obiecujące właściwości wykazała jedna z kolonii, a tworzące ją mikroby nazwano Elephtheria terrae. Oczyszczono też i określono dokładną strukturę związku, który wytwarzała ta kolonia - nazwano go roboczo tejksobaktyną. Ma ona inną strukturę chemiczną niż istniejące antybiotyki.
Uczeni zsekwencjonowali genom Elephtheria terrae . Okazuje się, że to nowy rodzaj bakterii pokrewny do znanego Aquabacteria . To Gram-ujemne mikroby, do tej pory nieznane z tworzenia antybiotyków.
Jak działa nowy związek?
Tejksobaktyna niszczy komórki bakteryjne, przyłączając się do prekursorów dwóch związków tworzących ścianę komórkową mikrobów: lipidu II (prekursora peptydoglikanu, zwanego mureiną) oraz lipidu III (prekursora kwasu tejchojowego). To tłumaczy, dlaczego ten związek jest skuteczny przeciwko bakteriom Gram-dodatnim, a nie działa na Gram-ujemne. Bakterie Gram-dodatnie mają bowiem w ścianie komórkowej grubą warstwę peptydoglikanu, zawierają też kwas tejchojowy - dwa cele ataku dla leku.
Autorzy pracy wykazali, że leczone tym pionierskim związkiem myszy zainfekowane gronkowcem złocistym lub dwoinką zapalenia płuc miały znacznie mniejsze objawy infekcji. Badania na ludzkich liniach komórkowych dowiodły z kolei, że tejksobaktyna nie jest toksyczna dla ssaczych komórek, nawet w najwyższej dawce. Nie przyłącza się również do DNA i nie ma właściwości hemolitycznych. Jednak testy są w fazie początkowej. Na badania z udziałem ludzi trzeba będzie poczekać.
Bardzo ważny jest fakt, że uczonym, mimo licznych prób, nie udało się wyhodować mutantów bakteryjnych opornych na tejksobaktynę. To świadczy o tym, że lek długo będzie skuteczny. Prawdopodobnie dlatego, że bakterie z mniejszą werwą przystępują do obrony przed środkiem atakującym cząsteczki lipidów potrzebnych do budowy ściany komórkowej niż antybiotyków niszczących to, co dla każdej komórki najważniejsze - białka.
Oporność na tejksobaktynę w końcu się pojawi - uczeni nie są w stanie podać dokładnej daty, ale sądzą, że stanie się to najwcześniej za kilkadziesiąt lat. Antybiotyk tzw. ostatniej szansy - wankomycyna, odkryta w 1953 r. - była niepokonana przez prawie 40 lat, zanim pojawiły się pierwsze oporne na nią szczepy.
Jeśli tejksobaktyna rzeczywiście okaże się skuteczna i, co ważne, bezpieczna, ludzkość kupi nią sobie trochę czasu. Oddalimy się od wizji świata sprzed ery antybiotyków, gdzie umierało się z powodu zakażonej rany czy zapalenia płuc.
Czytam właśnie "Inferno" Dana Brown'a - oczywiście przygodowa fikcja, ale faktem jest, że liczba ludności na świecie wzrasta lawinowo - od zarania człowieka do 19 w. było nas ok. miliarda, 
Oby nie okazała się poza zasięgiem naszych szpitali 
To że dali mi tę wankomycynę to ich ucieczka przed prokuratorem, bo trochę za młoda byłam wtedy, żeby umierać po złamaniu w wypadku nogi.