Antibiotici dobijaju neophodnu pomoć u borbi protiv „super buba“

Ovaj sajt je već obrađivao pojavu „super buba“ (superbugs), ali na brzinu ćemo ponoviti o čemu se radi.

U borbi protiv malignih (loših) mikro organizama, medicina često poseže za antibioticima. Problem koji se u poslednjoj deceniji pojavio vezan je, baš, za korišćenje antibiotika. Dejstvo ovih medicinskih preparata je sva manje efikasno, a šteta po naš organizam se ne smanjuje. Po starom, dobrom običaju, malo je lekova koji će vas samo zalečiti. Većina farmaceutskih proizvoda sa sobom donosi kontra indikacije, koje treba pažljivo razmotriti pre upotrebe svakog leka. Često, problematične, propratne pojave dolaze do izražaja u vrlo posebni slučajevima, pa lekove, većina stanovništva, može koristiti bez mnogo razmišljanja o nekim posebnim posledicama. Uprkos tome, korišćenje lekova treba dozirati i nikada preterivati. Osluškivanje reakcija organizma može u mnogome pomoći da se nađe prava doza.

Klebsiella pneumoniae se može lako naći u ljudskom probavnom traktu, i ona je čest razlog infekcijama koje traže bolničku negu

Međutim, kod antibiotika situacija je malo specifična. Uzimanjem antibiotika vi napadate loše ili nepoželjne mikro organizme i tim sprečavate da se oni rašire po vašem organizmu i načine još veću štetu. Unošenje antibiotika je, obično, oralno, tačnije gutanjem plastičnih kapsula koje će se rastvoriti u stomaku, a odatle praškasti sadržaj (antibiotik) preuzima na sebe borbu protiv nemani. U toj borbi dešavaju se i nevine žrtve (ka i u svakom većem sukobu), a u našem slučaju to su dobri mikro organizmi, čije je prisustvo u našem organizmu od suštinskog značaja. Antibiotici ubijaju loše momke, ali svaki put nastrada po neka dobra bakterija u našem telu. Efekat antibiotika je zbiran, i ako se pacijent nalazi u vrlo teškom stanju, često se prepisuje produžena terapija na bazi antibiotika, što znači da će još dobronamernih organizama nastradati. Posle lečenja, organizam je u stanju da obnovi neophodnu floru i faunu u želudcu, crevima i na drugim važnim mestima, ali za to je potrebno vreme. Proces obnavljanja je mnogo sporiji od uništavanja i ako organizam veže nekoliko bolesti za redom, postoji velika šansa da će antibiotici svojim delovanjem poremetiti neke od vitalnih funkcija organizma.

Konačno dolazimo do pojma „super buba“.

Kako nevolja ne ide sama, od prvih upotreba antibiotika, pa sve do danas, prošlo je dosta vremena, pa se čini da su nevaljale bakterije razvile odbranu protiv postojećih lekova. Ove nove verzije poznatih bakterija, koje loše utiču na naše zdravlje, su sve otpornije iz godine u godinu. Nalazimo se u situaciji da antibiotici, sada, prave više štete nego koristi, jer „super bube“ (otpornije verzije loših bakterija) sasvim uspešno ostaju žive, a šteta koja se dešava upotrebom antibiotika se ne umanjuje.

Ispomoć postojećim antibioticima

Ljudi, sve više svesni ove pojave, sve manje veruju antibioticima, a to znači manji prihod i zaradu za farmaceutske firme… i sve više ljudi koji su bolesni i bez efikasnog leka. Zbog toga, istraživači su se dali u potragu za novim rešenjima i jedno od tih rešenja je tema ovog teksta.

Nova supstanca koja bi mogla ući u upotrebu uskoro, u stvari, pomaže postojećim antibioticima da se uspešnije bore protiv mikro organizama – super buba! Ljudska rasa uzvraća udarac…

Nova supstanca ne učestvuje u borbi protiv napadača direktno – samo čini anti bakterijske lekove jačim. Supstanca je razvijena na nacionalnom univerzitetu američke države Severna Karolina (North Carolina) i mogla bi da pomogne istraživačima da se bore protiv nezgodnog bakterijskog enzima.

Enzim koji pravi probleme zove se New Delhi metallo-β-lactamase ili kraće NDM-1 i može se naći u samim bakterijama, u njihovom genetičkom kodu i izdvojen je i identifikovan 2008 godine. Ovaj enzim je posebno nezgodan, jer on omogućava bakterijama da budu toliko otporne na razne antibiotike – uključujući i one antibiotike koji su dizajnirani da se bore protiv bakterija otpornih na antibiotike!

Ova osobina ih zaista čini super bubama.

Situacija je još gora, ako se zna da ovaj enzim posebno pomaže gram negativnim bakterijama koje se teško daju savladati  – kao što je E. coli i K. pneumoniae. Generalno, gram negativne bakterije su otpornije na antibiotike od gram-pozitivnih. Poređenja radi, vrlo nezgodna bakterija MRSA iz porodice stafilokoka, vrlo otporna na današnje antibiotike, spada u gram-pozitivne bakterije.

NDM-1 gen, bakterija ili enzim

Lekovi koji su u stanju da se bore protiv ovakvih visoko otpornih mikro organizama, ubijaju bakterije tako što sprečavaju da se ćelijski zid oformi (sintetiše) kako treba (bakterije su, u suštini, jednoćelijski organizmi). NDM-1 je enzim koji omogućava bakterijama da razlože te lekove i da ih učine neefikasnim.

Ovde nastupa nova supstanca, koja se suprotstavlja dejstvu enzima NDM-1. Supstanca je derivat iz klase amino kiselina poznatih pod imenom 2-aminomidazoli. Pomenute kiseline mogu sprečiti razvijanje bio filmova (tanak sloj biološkog materijala) kod bakterija.

Istraživač sa pomenutog univerziteta u Severnoj Karolini, Kristijan Melander (Christian Melander) je primetio da jedinjenja koja se baziraju na amino kiselinama mogu „obnoviti“ postojeće antibiotike, čineći ih efikasnijim u borbi protiv gram-pozitivnih bakterija otpornih na lekove. Posle malo istraživanja, ispostavilo se da je moguće naći odgovarajuće amino kiseline, iza iste klase, koja će se efikasno boriti protiv gram-negativnih bakterija.

Melander i njegove kolege su objavile svoja istraživanja u radu objavljenom u ACS Medical Letters.’

Otkriće enzima NDM-1, pa, zatim, i njegove uloge, je bilo vrlo značajno. Zahvaljujući tome medicina sada ima nova sredstva da se izbori sa najezdom novih „super buba“!

Gammaproteobacterium: Tuđini na bazi arsenika žive među nama?

Naučni svet ume da bude surov i vrlo kritičan.

Felisa Wolfe-Simon: Osporavana i krtikovana od strane naučne zajednice jer sebi "uvrtela" u glavu da je otrkila novi tip života, na mestu gde je sve počelo: Mono jezero, istočna Kalifornija

Priča o naučnici Feliši (Felisa Wolfe-Simon) sigurno nije usamljena. ali utoliko pre, treba da nas natera da se preispitamo u našem pristupu kada se bavimo naukom. Neću previše komentarisati, samo ću nagovestiti temu.

Pomenuta naučnica je otkrila vrstu bakterije koja svoje postojanje počiva na arseniku umesto na fosforu. Za ovaj drugi se smatra da je apsolutno neophodan za sav život na Zemlji. Barem sve do sada….

Njen rad je izuzetno kritikovan i osporavan u zadnjih godinu dana – do te mere da je ona sama počela da beleži svoje razgovore sa medijima i da bira sa kime će da priča na datu temu. Mnogi su je nazvali ne naučnikom i šarlatanom, a neko se usudio da se zapita: “Da li je Feliša Volf-Simon vanzemaljac?”

Pitanje je proizašlo iz činjenice da bakterije koje se baziraju na arseniku predstavljaju novu verziju života (2.0), koju očekujemo sresti negde van naše planete. Ispostavlja se da tuđini (što bi bila mnogo bolja reč nego vanzemaljac, na srpskom) žive ovde na našoj planeti, a da nismo ni toga svesni. Još bolje od toga, oni imaju pravo na ovaj, treći kamen od Sunca, isto koliko i mi.

Ako vas je ova priča zainteresovala, možete više saznati u detaljnijem tekstu koji se bavi posledicama jednog otkrića na jednog naučnika i na celokupnu naučnu zajednicu, i koje dovodi u pitanje same osnove naučnog mišljenja i saznanja.

Antibiotici: ubice dobrih bakterija?

Od septembra pa sve do kraja jeseni, skoro svake godine vlada neka vrsta manje ili veće epidemije gripa ili nekog drugog virusa. Većina nas se jednostavno oporavi koristeći standardne metode lečenja među kojima je i konzumiranje antibiotika.

Prva rečenica na stranici na koju vodi prethodni link glasi:

Antibiotici su hemijski agensi koji mogu potpuno uništiti patogene mikroorganizme ili zaustaviti njihov rast ili razmnožavanje bez pričinjavanja značajnije štete organizmu domaćinu.

Da li je baš tako?

Priznato je, već duže vreme,  da uzimanje antibiotika remeti ličnu mikro floru korisnika. Populacija te flore (bakterija) može, čak, premašiti broj ćelija koje sačinjavaju naš organizam. Ova spoznaja pomaže u razumevanju bolesti koju prouzrokuje bakterija Clostridium difficile. Ubijanjem dobrih bakterija (antibioticima) mi stvaramo prostor pomenutoj bakteriji da se razvija i da proizvodi ogromnu količinu otrova. Sledeća posledica je potreba za postavljanjem istraživačkog programa koji bi mogao eksperimentalno potvrditi da probiotički proizvodi (proizvodi koji sadrže u sebi mikro organizme koji su korisni za korisnika samih proizvoda) zaista obavljaju svoju ulogu.

Podrazumeva se, nakon uticaja antibiotika, da će se flora u našoj unutrašnjosti vrati u prirodno i normalno stanje (i po broju, i po kvalitetu).

Prema pomalo provokativnom radu publikovanom u časopisu Nature, Martin Blazer (Martin Blaser) sa univerziteta u Nju Jorku (Langone Medical Center) uticaj antibiotika na dobroćudne bakterije u našoj utrobi nije privremen, ostaju trajne poledice. Ozbiljnost ovih posledica je tolika da rad razmatra mogućnost da se primena antibiotika ograniči samo na trudnice i na vrlo malu decu.

Prema istraživanjima, moje i još nekih laboratorija, ponekad, naša, prijateljska flora se ne oporavlja do kraja. Zbog ovoga, ljudski organizmi bivaju u poziciji da lakše potpadnu uticaju infekcija i bolesti. Preterano korišćenje antibiotika može dramatično pogoršati obesnost (preterani višak kilograma), dijabetes tip 1, bolesti upale creva, alergije i astmu. Procenjuje se da je broj ovi simptoma u stalnom porastu.

Među njegovima nalazima ima i sledeće primećivanje: Tokom posmatranja populacije uticaj infekcije koju prouzrokuje H. pylori (bakterija koja prouzrokuje pojavu čireva u probavnom traktu) se smanjio sa povećanjem pojave esofagealnog raka. Ovo ukazuje na povezanost ove bakterije sa pojavom raka, kao takvog. Sem toga, Martin nudi rezultate istraživanja njegovog tima koji ukazuju na još jednu uzročno-posledičnu vezu. Kod dece koja nemaju u sebi određeni broj bakterije H. pylori pojavljuje se veći rizik za razvijanje alergija i astme, a prema njihovim nalazima potpuno eliminisanje ove bakterije utiče na proizvodnju dva hormona: grelin i leptin. Oni imaju svoju značajnu ulogu u regulisanju telesne težine, da ne kažemo u dobijanju dodatne težine.

Postavlja se pitanje: Da li su antibiotici krivi za smanjenje broja bakterije H. pylori?

Antibiotici ne rade protiv prehlade!

Martin Blazer ističe da je organizam ranjiv na uticaj antibiotika koji se preporučuju deci kada imaju upalu uha ili prehladu. Dok ne izrastu u odrasle osobe, deca dobiju i do 20 terapija koje se baziraju na ovim antibioticima. Kao dodatak svemu tome, ističe on, od 30%-50% žena u industrijalizovanom delu sveta primaju antibiotike tokom trudnoće. Spojite to sa činjenicom da je broj porođaja učinjen carskim rezom u porastu. To znači, da beba na taj način preskače svoj prvi kontakt sa prijateljskim bakterijama, je ne izlazi iz majke kroz tzv. porođajni kanal.

Konačni rezultat: „Svaka generacija bi mogla započinjati svoj život sa manjim brojem dobrih bakterija na sebi nego što je imala ona prethodna.

Na posletku, on ističe dokaze koji ukazuju na to da antibiotici trajno menjaju sastav ljudskog mikrobioma, menjajući ravnotežu baterijskih vrsta i održavanja prisutnih bakterija u utrobi.

Istraživanje suštine i funkcije mikrobioma (utroba, koža i bilo gde na telu) je trenutno predmet istraživanja, što potvrđuje razvoj projekta nazvanog Human Microbiome Project. Sem toga, nastavlja se debata oko valjanosti „higijenske hipoteze“ (hygiene hypothesis). Takođe, u toku je špekulisanje, da li promene u našoj mikro flori mogu imati uticaja na široki opseg stanja – od obesnosti, pa sve do depresije.

Jasno je da je u opticaju preterana upotreba antibiotika i kod odraslih, i kod dece; kontrolisati ovu pojavu će biti jedan od najtežih zadataka. Istraživanja i nove hipoteze koje proizilaze iz njih nas teraju da uložimo dodatnu energiju u pravcu kontrolisanja prekomerne upotrebe antibiotika, pogotovo u ranim fazama života:

Mi hitno moramo istražiti ovu mogućnost. Sem toga, i pre nego što tačno spoznamo celu situaciju (oko mikrobioma), trebalo bi nešto preduzeti.

***

Već duže vreme u naučnoj javnosti se koristi pojam superbug (super buba), koji u stvari objedinjuje sve mikro organizme koji su otporni na dejstvo antibiotika. Broj mikro organizama koji može poneti ovu „titulu“ je sve veći i to predstavlja još jedan od argumenata za preispitivanje efikasnosti antibiotika.

***

Naravno, sledi poslednji komentar samo za one koji svuda vole da vide neku vrstu zavere ili manipulacije.

Zašto baš sada sprovodimo istraživanja i postavljamo ovakva pitanja na račun antibiotika?

Ma to mora da smo, nesvesno, uleteli u neki farmaceutski rat, gde svaka kompanija pokušava, ne samo da preživi konkurenciju, nego i da je eliminiše. Verovatno antibiotici nemaju veze sa svime time, nego neki zli farmaceuti iz senke ne žele da gledaju kako se drugi bogate na antibioticima. Zašto drugi, kada oni mogu držati tržište sa nekim, još boljim proizvodom…?

Citati su preuzeti iz: Stop the killing of beneficial bacteria. Nature 476, 393–394 (25 August 2011). doi:10.1038/476393a

Klin se klinom izbija, a groznica parazitom

Malarija je najpoznatija bolest koju prenosi komarac ali nije jedina. Od denga grozince, koju prenosi Aedes aegypti komarac, oboli 50 milona ljudi godišnje i smatra se endemskom u 100 zemlaja širom sveta. Nije fatalna, ali traži medicinsku negu, i zbog velike rasprostranjenosti mogu se desiti žrtve.

Sada, naučnici su našli način da se bore sa ovim virusom. Odlučili su da drže virus dalje od samih komaraca, a ne da komarce drže dalje od ljudi (ovo drugo je skoro nemoguće): inficiraće komarce sa bakterijskim parazitom, koji im neće dozovliti da dalje šire druge infekcije.

Izvor: Ars Technica

DRACO – Virusima su odbrojani dani?

U susret veselom periodu virusnih infekcija stiže nam informacija koja bi mogla da znači mnogo u svetu zdravstva i ljudima uopšte.

Odmah, na početku, malo razjašnjenje – većinu bakterija možemo srediti primenom penicilina, koji je poznat već decenijama, ali virusi su druga priča. Uprkos napretku nauke i medicine, i dalje imamo specijalizovane lekove za malu grupu virusa. Ne postoji univerzalno rešenje, kao za bakterije.

Trenutno je u toku istraživanje novog tretmana u okviru Lincoln laboratorije pri univerzitetu MIT. Osnova, tog, novog pristupa je nešto drugačija od onoga što dosadašnji lekovi rade. Ideja je da se ne napada sam virus, nego da se precizno identifikuju već zaražene ćelije i one ubiju, i tako zaustavi infekcija.

Mikroskopske slike pokazuju da DRACO sa uspehom tretira virusne infekcije. Levi set od 4 fotografije, rinovirus (obična prehlada) ubija ne trtirane ljudske ćelije (dole levo), gde se pokazuje da DRACO nije toksičan unutar ne inficiranih ćelija (gore desno) i leči zaraženu ćelijsku populaciju (dole desno). Slično se može videti u desnom setu fotografija, gde se vidi uticaj virusa na ćelije majmuna. (klik za veću sliku)

U radu, publikovanom u žurnalu PLoS One, istraživači su testirali svoj novi lek protiv 15 različitih virusa, i pokazalo se da je bio efikasan protiv svih – uključujući i virus koji prouzrokuje običnu prehladu, H1N1, stomačni virus, polio virus i još nekoliko najrasprostranjenijih virusa.

Kako taj novi univerzalni lek radi?

Cilj leka je specijalni tip RNK koji se nalazi samo u zaraženim ćelijama. „Teoretski, ovaj princip bi trebao da radi protiv bilo kog virusa,“ tvrdi Tod Rajder (Todd Rider), glavni naučnik u Lincoln laboratoriji u okviru biološke, hemijske i nano tehnološke grupe koja je projektovala novu tehnologiju.

Zbog svoje sveobuhvatnosti, lek bi mogao da se koristi u trenutku kada se pojave nagoveštaji epidemije. Koristeći ovaj sistem, skoro svaka epidemija bi mogla biti jako brzo zaustavljena, poput one koje se desila 2003. godine kada su se pojavili zaraženi sa virusom SARS (teški akutni respiratorni sindrom).

Ostali članovi istraživačkog tima su Skot Vik (Scott Wick), Kristina Zuk (Christina Zook), Tara Botčer (Tara Boettcher), Dženifer Pankost (Jennifer Pancoast) i Bendžamin Zusman (Benjamin Zusman).

Malo lekova protiv virusa

Rajder je pre 11 godina krenuo u ozbiljno razmatranje pronalaženja univerzalnog tretmana virusa posle pronalaska CANARY sistema (Cellular Analysis and Notification of Antigen Risks and Yields), specijalnog bio senzora koji brzo otkriva tipove patogena. „Ako uspešno identifikujete patogenu bakteriju u okruženju, onda, verovatno, postoji i antibiotik koji će izlečiti zaraženog od te bakterije, ali shvatio sam da ima vrlo malo lekova za viruse.“ kaže Rajder.

Postoji nekoliko lekova koji se koriste protiv specifičnih virusa, kao što je protease inhibotor koji se koristi za kontrolu HIV virusa, ali oni su relativno malobrojni, a virusi lako razvijaju otpornost na njih.

Inspiraciju za svoj pristup u borbi protiv virusa, Rajder je dobio od odbrambenog sistema samih ćelija i nazvao ga je DRACOs (Double-stranded RNA Activated Caspase Oligomerizers).

Kada virus napadne, zarazi ćeliju, oni preuzimaju mehanizme unutar nje, za njihove mračne potrebe – stvaranje novih kopija virusa. Tokom te invazije virusi stvaraju duge nizove dsRNK (double-standarede RNK), koji u normalnim, zdravim ćelijama ne postoje.

U arsenalu odbrane ljudske ćelije postoji protein koji blokira dsRNK, okidajući celu kaskadu reakcija koje bi trebale da zaustave stvaranje nove kopije virusa. Međutim, mnogo virusi su u stanju da zaobiđu ove defanzivne mere i obično je dovoljno da izbegnu jedan od procesa, da bi se odbrana potpuno urušila.

Rajderov pristup se sastoji u tome da se kombinuju protein koji gradi dsRNK sa drugim proteinom koji indukuje proces samoubistva ćelije, koji počinje svoje dejstvo kada ćelija ustanovi da će postati inficirana ili kancerogena. Stoga, skraćeno rečeno, kada se jedan deo DRACO proteina zakači za dsRNK, to daje signal drugom kraju da započne samoubistvo ćelije.

Kombinovanje ova dva elementa je „odlična ideja“ i vrlo inovativan pristup, kaže Karla Kirkegard  (Karla Kirkegaard), profesor mikrobiologije i imunologije na Stanford univerzitetu. „Virusi su spretni u razvijanju otpornosti na supstance i lekove koje koristimo protiv njih, ali u ovom slučaju, teško je napraviti jednostavnu kontra meru, koja će predstavljati otpornost na ovaj lek.“

Svaki DRACO lek, takođe, ima „notu o isporuci“, koja se dobija od prirodno prisutnih proteina, koji mu dozvoljava da prolazi kroz membranu ćelija. Međutim, ako dsRNK nije prisutan u ćeliji, DRACO napušta ćeliju, a da je ne ošteti.

Većina testova je obavljena na životinjskim i ljudskim ćelijama koje su kultivisane u laboratorijskim uslovima, ali istraživači su takođe testirali DRACO na miševima zaraženih sa H1N1 virusom. Posle tretmana sa lekom, bili su potpuno izlečeni. Sem toga, možda još važnije, pokazalo se da DRACO, sam po sebi, nije otrovan po miševe.

U ovom trenutku naučnici testiraju novi lek na još virusa, koji su zarazili miševe i dobijaju, za sada, obećavajuće rezultate. Rajder se nada da će moći da licencira tehnologiju i da dobije priliku da testira DRACO na većim životinjama i da ga primeni u kliničkoj praksi.

Rad na razvoju ovo leka je pomoglo dosta institucija:

Institute of Allergy and Infectious Diseases

New England Regional Center of Excellence for Biodefense and Emerging Infectious Diseases

Defense Advanced Research Projects Agency

Assistant Secretary of Defense for Research and Engineering

Rad na DRACO terapiji zaista obećava, ali uvek se postavlja pitanje:

Šta se dešava, ako DRACO ne prepozna dobro virus i počne da ubija zdrave ćelije?

Šta se dešava ako ćelija pomisli da je DRACO virus?

Testiranje je neophodno i slobodna procena govori da će proći barem još godinu do dve, dok se potvrdi delotvornost leka DRACO, kao i njegova ne toksičnost po organizam čoveka.

Dotle, možete pogledati kratki 3D prikaz strukture virusa. Video je na engleskom, ima komentara, koji dosta dobro objašnjava slike. Nisam hteo da ga opterećujem sa prevodom na srpski, ali ako neko bude hteo da to uradim, neka slobodno ostavi komentar na ovaj tekst, pa ću se potrudi da što pre uradim prevod.