Nowy sposób leczenia bakterii lekoopornych i zakażeń szpitalnych

Zespół Helen Blackweel z Uniwersytetu Wisconsin za cel prac badawczych wybrał chemiczny sposób komunikacji wykorzystywany przez bakterie do „porozumiewania się” między sobą, czyli tzw. quorum sensing (QS). Zablokowanie tego systemu komunikacji między drobnoustrojami może okazać się kluczowym osiągnięciem w walce z groźnymi zakażeniami szpitalnymi, a także w opracowaniu strategii walki z coraz groźniejszymi patogenami wielolekopornonymi.

W czasopiśmie naukowym Angewandte Chemie przedstawiono nowy sposób leczenia zakażenia wywołanego wielolekoopornym gronkowcem złocistym. Opiera się na syntetycznym peptydzie, który zmniejsza zjadliwość bakterii, blokując ich komunikację – „quorum sensing”, czyli  chemiczne zjawisko porozumienia się bakterii, polegające na syntezie oraz wydzielaniu do otoczenia specjalnych cząsteczek sygnałowych – autoinduktorów. Cząsteczki te biorą udział w regulacji szeregu procesów fizjologicznych.  

Groźne patogeny szpitalne

Szpital jest miejscem, w którym można jednocześnie wrócić do zdrowia, ale także tym, w którym można zarazić się groźną dla zdrowia infekcją. Istnieją patogeny, które dla ludzi o sprawnie działającym układzie immunologicznym nie będą stanowiły zagrożenia, niemniej dla pacjentów, którzy mogą być osłabieni, np. podczas rekonwalescencji po zabiegu chirurgicznym lub innej mniej inwazyjnej procedurze diagnostycznej, mogą stanowić realne zagrożenie. Najczęstszymi infekcjami szpitalnymi są zakażenia dróg moczowych, ran pooperacyjnych i zapalanie płuc. Patogenami odpowiedzialnymi za te nadkażenia są najczęściej Clostridium difficile – dolegliwości układu pokarmowego, Klebsiella pneumoniae (New Delhi) – choroby układu oddechowego i moczowego oraz Pseudomonas aeruginosa – m.in. choroby układu oddechowego, krwionośnego i nerwowego.

Bakterie wielolekowooporne (MDR) – wyzwanie dla epidemiologii szpitalnej

Eksperci zajmujący się tematem lekooporności ostrzegają przed jednym z poważniejszych problemów globalnego systemu opieki zdrowotnej, jakim jest coraz szersza oporność bakterii na antybiotyki.

Bakterie mogą wykazywać różny stopień takiej lekooporności:

• MDR (ang. Multidrug Resistance) – wielolekooporność; wykazywanie oporności (niewrażliwości) na leczenie co najmniej jednym rodzajem antybiotyku z trzech lub więcej grup leków przeciwbakteryjnych aktywnych wobec danego gatunku patogenu;
• XDR (ang. Extensively Drug Resistance) – rozszerzona oporność (większa niż MDR); patogen chorobotwórczy jest niewrażliwy (oporny, średniowrażliwy) na działanie przynajmniej jednego antybiotyku ze wszystkich z wyjątkiem dwóch grup antybiotyków, który jest aktywny wobec danego gatunku;
• PDR (ang. Pandrug Resistance) – całkowita oporność; wykazywanie niewrażliwości na wszystkie antybiotyki we wszystkich aktywnych klasach leków przeciwbakteryjnych wobec danego gatunku drobnoustroju.

Im więcej antybiotyków, tym wyższa oporność, dlatego wiele ośrodków naukowych pracuje nad alternatywnymi rozwiązaniami, jak np. strategie antywirusowe, które mają na celu zniwelowanie zakaźności patogenu, ale bez zabijania go. Zmniejsza to presję selekcyjną prowadzącą do rozwoju oporności na antybiotyki. Doprowadza także do zmniejszenia ciężkości infekcji, by w idealnym przypadku układ odporności sam zwalczył zakażenie.

Badania nad zaburzeniem komunikacji bakterii chorobotwórczych

Zespół Helen Blackweel z Uniwersytetu Wisconsin za cel prac badawczych wybrał chemiczny sposób komunikacji wykorzystywany przez bakterie do „porozumiewania się” między sobą, czyli „quorum sensing” (QS). Bakterie wykorzystują QS także do produkcji czynników zakaźnych i toksyn, które są zaangażowane w rozwój infekcji. To m.in. te czynniki dają patogenom zdolność do przyłączania się do komórek gospodarza i namnażania się w nich.

S. aureus i podobne bakterie, w roli QS wykorzystują cząsteczkę sygnałową nazywaną peptydem autoindukującym (AIP). Badacze opracowali syntetyczny inhibitor tej cząsteczki (tr AIP-III D2A), który w skuteczny sposób blokuje sposób komunikacji między bakteriami. Prace eksperymentalne były wykonywane na myszach. Osiągnięto założony cel, ponieważ udowodniono, że inhibitor złagodził infekcję skóry zwierzęcia, wywołaną gronkowcem złocistym opornym na metycylinę (MRSA). To wydarzenie z pewnością przyczyni się do rozwoju nowych strategii kontroli infekcji skóry, a być może także innych groźnych zakażeń szpitalnych.