A XX. századi medicina egyik legjelentősebb felfedezése volt a penicillin, amelyre egy ideig megváltásként tekintettek a tudósok a bakteriális kórokozók elleni harcban. Az elmúlt 60-70 évben azonban kiderült, előbb-utóbb lesznek olyan baktériumok, amelyekkel szemben hatástalanok lehetnek az antibiotikumok – számol be a Magyar Tudományos Akadémia sajtóközleményében Pál Csaba székfoglaló előadásáról.

A Szegedi Biológiai Kutatóközpont Biokémiai Intézetének tudományos tanácsadója azt mondta, a baktériumok ellenálló képessége egyre nő, a fertőzések kezelése pedig egyre nehezebb. Ma már az sem ritka, hogy olyan készítményeket használnak a klinikumban a különféle rezisztens és gyakran súlyos szövődményeket okozó baktériumokkal szemben, amelyeket korábban kizárólag az állattenyésztésben alkalmaztak éppen azért, mert az emberre rendkívül káros mellékhatásaik vannak.

A probléma súlyosságát fokozza, hogy

a baktériumok nem egy, hanem számos antibiotikummal szemben válnak ellenállóvá,

vagyis úgynevezett multidrogrezisztens baktériumok alakulnak ki.

Az antibiotikum-rezisztenciáért elsődlegesen az indokolatlan túlhasználat felel. Ez a humán-gyógyászatban is jellemző, azonban az állattenyésztésben még inkább, ahol egészen a közelmúltig bevett gyakorlat volt az antibiotikumok rutinszerű, állományszintű használata betegségmegelőzésre, de még inkább a növekedés serkentésére.

A mindennapokban használt antibakteriális szerek is hozzájárulnak az antibiotikum-rezisztencia kialakulásához. Ilyen például a kozmetikai termékben előforduló triklozán, amelynek struktúrája és hatásmechanizmusa hasonló az antibiotikumokéhoz. A használat miatt felszaporodnak ezeknek a szereknek ellenálló baktériumok.

A jelenség azért veszélyes, mert ezek a baktériumok az antibiotikumokkal szemben is rezisztensek lehetnek. A folyamat ráadásul viszonylag gyorsan és könnyen megtörténik, mert a baktériumok nagy számban vannak jelen, rendkívül gyorsan szaporodnak, és gyakran jön létre mutáció a genetikai állományukban. Alkalmazkodóképességüket az is növeli, hogy az egyedi mutációk mellett más fajokból származó rezisztenciagénekre is szert tudnak tenni, vagyis készen kapnak géneket.

Hatékonyak lesznek a jövő antibiotikumai?

Pál Csaba és munkatársai a négy legjelentősebb kórokozónak tartott baktériumfajon teszteltek csaknem húsz, újonnan bevezetett vagy még fejlesztés alatt álló antibiotikumot. Arra keresték a választ, hogy hatékonyak lesznek-e hosszú távon az új fejlesztésű antibiotikumok az egyre ellenállóbb kórokozókkal szemben.

A kísérletek során arra a döbbenetes megállapításra jutottak, hogy a laboratóriumi evolúció során végbemenő mutációk révén a vizsgált baktériumfajok mindegyike ellenállóvá vált, gyakran több antibiotikummal szemben is, és az összes vizsgált antibiotikum esetében nagyfokú rezisztencia alakult ki. Számos baktériumpopuláció esetében 30 nap alatt 1000-szeresére nőtt a rezisztencia mértéke. Ami pedig még ijesztőbb:

a baktériumok annyira ellenállóak, hogy a gyakorlati gyógyszeres kezelés a maximálisan alkalmazható antibiotikum-dózis esetén is hatástalan marad.

A kutatók azt is feltérképezték, milyen mutációk okozzák az antibiotikum-rezisztens változatok kialakulását, és ezek a mutációk megfigyelhetők-e a természetben is, vagy csak a kedvező laboratóriumi körülmények között alakulnak ki.

A vizsgálatból kiderült: a laboratóriumi körülmények között meglévő mutációk legalább egynegyede jelen van a természetben előforduló baktériumokban is. Felmerül a kérdés, miként lehetséges, hogy megtalálható köztük az a specifikus mutáció, amely a még forgalomba sem került antibiotikumokkal szemben is rezisztenssé teszi a baktériumokat.

A kutatók szerint ez részben azért lehetséges, mert az új fejlesztésű antibiotikumok kémiailag és hatásmechanizmusuk szempontjából nagyon hasonlóak azokhoz, amelyeket már évek óta alkalmaznak a gyógyászatban. Ezeket az antibiotikumokat túl sokáig és túl intenzíven használtuk, ezért

a laboratóriumban létrejött mutáns változatok már jelen vannak a természetben és a kórházakban is.

Sokan feltételezik , hogy az antibiotikum-rezisztencia magas szintje csökkenő fertőzőképességet eredményezhet. Ha az evolúció olyan sokat "fektet" a rezisztens baktériumok kialakulásába, akkor kevesebb energiát fordít arra, hogy a baktériumok fertőzőképesek legyenek.

Pál Csabáék vizsgálatai azonban azt mutatják, hogy ennek az ellenkezője is megtörténik. Megfigyeléseik szerint csak bizonyos ellenálló baktériumok jutottak be az emberi sejtek belsejébe. Azaz előfordul, hogy egyes, az új antibiotikumokkal szemben ellenálló baktériumok egyben fertőzőbbek is.

Ez arra figyelmeztet, hogy egyes új antibiotikumok klinikai alkalmazása kimondottan veszélyes is lehet, mert olyan szuperbaktériumok kialakulását segíti elő, amelyek nemcsak hogy ellenállóak az antibiotikumokkal szemben, de egyben fertőzőbbek is.

Van megoldás?

Különösen a kettős hártyával borított Gram-negatív baktériumok esetében a legtöbb antibiotikum számára a sejtfal áthatolhatatlan.

A fő kérdés, hogyan lehet mégis átjuttatni őket a sejtfalon. Az antibiotikum-fejlesztők dilemmáját az előadó Safranekéhoz hasonlítja, akinek az volt a feladata a Macskafogóban, hogy egyetlen technológiával érje el azt a kettős célt, hogy bejusson az egérlyukba, és ott megölje az egereket.

A kutatóknak is hasonlóképpen olyan gyógyszert kell kifejleszteniük, amely egyszerre képes áthatolni a baktérium sejtfalán, majd elpusztítani az adott a sejtet. A jövő antibiotikumainak ezért olyan fehérjéket kell támadniuk, amelyek a sejtfalnak és a sejtmembránnak fontos alkotóelemei, és működésképtelenségük növeli a sejtfal áteresztőképességét. Ezek a fehérjék azért is kiváló célpontok, mert nagyon hasonlóak a különböző baktériumokban, ráadásul csak baktériumokban találhatók meg, emberi sejtekben nem.

Pál Csaba előadását itt tekintheti meg: