На днях было создано сразу два прогрессивных средства для лечения бактериальных инфекций без использования антибиотиков. Швейцарские исследователи из Бернского университета предложили применять для этого наночастицы на основе липидов, а датские ученые из университета Копенгагена разработали тест, позволяющий определить, носит инфекция бактериальный или вирусный характер. Эти и подобные им разработки призваны решить одну из самых серьезных проблем современности - развитие антибиотикоустойчивости. Ведь микробы-мутанты представляют реальную угрозу для человечества.
Анитибиотики приближают к смерти
С каждым годом антибиотики теряют эффективность, и теперь распространенные инфекции, которые привыкли быстро купировать, могут снова убивать. По данным ВОЗ, лекарственно-устойчивые штаммы бактерий - микробы-мутанты, ежегодно приводят к смерти только в Европе до 25 тыс. человек. Поэтому поиск эффективных методов борьбы с бактериями как никогда актуален.
Казалось, с открытием в 1928 году Александром Флемингом пенициллина человек сделал шаг на пути к бессмертию - стали лечить считающиеся ранее неизлечимые заболевания. Ученые разрабатывали все новые антибиотики и в итоге загнали человечество в смертельную ловушку. Теперь глобальную угрозу представляют не вновь появляющиеся болезни, а микробы-мутанты, невосприимчивые к действию антибиотиков. По сути, еще немного, и люди станут массово гибнуть от пневмонии и туберкулеза.
Как и все живые организмы, бактерии стремятся выжить, поэтому со временем приспосабливаются к препаратам. Среди всех бактерий, вызывающих одну и ту же болезнь, могут существовать незначительные генетические различия, которые делают одних более чувствительными к лекарствам, а других менее. Первые погибают, тогда как вторые остаются, размножаются, и в результате появляется новое поколение бактерий, способных лучше сопротивляться антибиотикам. То есть, идет обычный процесс эволюции, в результате которого появляются сверхустойчивые микробы-мутанты, способные противостоять абсолютно любым антибиотикам. Это значит, что самое современное лекарство сегодня работает, а завтра уже нет.
Самая живучая и распространенная "супер-бактерия" - метициллино-устойчивый золотистый стафилококк (МУЗС). Столь же быстро приобретают устойчивость к лекарствам живущие в кишечнике бактерии (например, кишечная палочка и клебсиелла) и возбудители гонореи. Один из самых страшных примеров устойчивых к лекарствам бактерий - туберкулез, универсальных методов его лечения просто нет. Такие супер-бактерии заставляют медиков радикально менять методики лечения.
Мутант из бифштекса
Опасность состоит не только в том, что врачи долгие годы бездумно назначали и продолжают назначать антибактериальные препараты. Использование антибиотиков приобрело невиданный размах. В частности, они применяются в ветеринарии и агроиндустрии. Свиней, кур, коров пичкают препаратами, чтобы они не болели. Соответственно, почти все мясо пропитано антибиотиками, а человек, регулярно его употребляющий, к ним привыкает и микробы обретают антибактериальную устойчивость.
По сути, благодаря неконтролируемому использованию препаратов в пищевой промышленности, человечество теряет не только последние эффективные антибиотики, но и лекарства, которые потенциально могут появиться в будущем.
Мутируют не только микроорганизмы, но и сам человеческий организм. В последние годы в США зафиксированы случаи побочных действий антибиотиков, которые не были зарегистрированы ранее: у людей развивается печеночная или почечная недостаточность, отслаивается сетчатка глаза. Судя по всему, организм попросту отторгает то, чем он и так напичкан до крайней степени.
Ловушка для бактерий
Что же делать в сложившейся ситуации: ведь если продолжать создавать новые поколения антибиотиков - это прямая дорога к смерти: такие лекарства принесут организму больше вреда, чем пользы, атакуя не только бактериальные клетки, но и здоровые зоны. К тому же все равно вирусы приспособятся к даже самым сильным препаратам. Единственный вариант - создания альтернативных антивирусных технологий.
Одним из решений может стать использование бактериофагов - вирусов, заражающих бактерии. Однажды пробравшись в клетки бактерий, фаги используют их же механизм деления и делятся, пока не заполняют всю бактериальную клетку. В итоге она лопается, как воздушный шарик. Преимущество такой терапии в том, что фаги эволюционируют вместе с бактериями, а значит, иммунитет к ним бактерии не приобретут. Кроме того, бактериофаги весьма избирательны: их можно направить именно в те вредоносные бактерии, которые необходимо убить, все остальное они не тронут.
Чтобы снизить риск для пациента до минимума, можно использовать не весь бактериофаг целиком, а только его ферменты - лизины, разъедающие стенки клеток бактерий, пока те не вскроются и не развалятся, убив инфекцию.
В общем-то, если бы не было пенициллина люди боролись бы с бактериями с помощью вирусов. Но изобретение Флеминга привело человечество в эпоху антибиотиков, которая явно подходит к концу. По мнению ученых, рано или поздно придется инвестировать в вирусы, чтобы те помогли бороться с бактериями.
Новейшие альтернативы антибиотикам
Ученые из Бернского университета в Швейцарии для преодоления антибиотикоустойчивости предложили использовать наночастицы на основе липидов- так называемые "липосомы", напоминающие по своему строению мембрану клетки-хозяина. Эти наночастицы действуют в качестве приманки для бактериальных токсинов. Липосомы притягивают токсины, и соединившись с ними, легко уничтожают без ущерба для клеток организма-хозяина.
Благодаря лечению экспериментальными частицами мыши, у которых развился сепсис, выжили без дополнительной антибиотикотерапии. Теперь исследователи рассчитывают, что при помощи наночастиц удастся заместить антибиотики при лечении людей.
Датские исследователи из университета Копенгагена разработали тест, позволяющий определить, носит ли инфекция бактериальный или вирусный характер. В последнем случае нет необходимости в приеме антибиотиков, которые могут быть назначены по ошибке. Избыточное использование антибиотиков связано, в числе прочего, с неверной диагностикой природы заболевания, которая ведет к бесполезному приему ненужных лекарственных препаратов.
Разработанный тест состоит из биомаркеров, реагирующих на C-реактивный белок (ЦРБ) - белок острой фазы заболевания, чья концентрация повышается при воспалении. Одной капли крови достаточно, чтобы в течение трех минут сделать выводы о вирусном или бактериальном происхождении инфекционного заболевания. Новый тест, по мнению разработчиков, может быть использован в качестве дополнения к существующим способам диагностики инфекций.
В течение этого года разработали и другие эффективные методики борьбы с бактериями без использования антибиотиков. Так, команда британских ученых из лондонского университета Биркбек и университетского колледжа Лондона раскрыла механизмы, с помощью которых бактерии обмениваются устойчивыми к антибиотикам генами. Для этого бактерии используют особую систему, ответственную за выделение токсинов при инфекциях от язв, коклюша, тяжелых форм пневмонии. Ученые сумели перекрыть канал распространения гена лекарствоустойчивости.
Ученые Норвиджского медицинского факультета университета Восточной Англии сумели разрушить оболочки грамотрицательных бактерий, которые не позволяли их уничтожить. Важность открытия состоит в том, что воздействовуют на защитный барьер бактерий, а не на них самих. Это означает, что в будущем лекарственным средствам не нужно будет проникать внутрь бактерий, а соответственно, микроорганизмы не смогут выработать к ним устойчивость.
Специалисты университета Британской Колумбии выделили пептид, который предотвращает размножение бактерий, способных образовывать биопленки - такие бактерии размножаются на коже, в легких, сердце, других тканях и являются причиной 70% всех инфекций в организме человека. Особый пептид, состоящий из 12 аминокислот, способен бороться со многими штаммами бактерий, в том числе и не поддающимися лечению антибиотиками. В частности, этот пептид убивает обычно устойчивые к самым сильным лекарствам синегнойную палочку, кишечную палочку и золотистый стафилококк.
Организм сам за себя постоит
Самый простой и доступный способ побороть устойчивость бактерий к антибиотикам предложили специалисты из американского университета Сальве Регина. Они обнаружили, что для этого подойдет обычный мед. Снижают устойчивость микробов имеющиеся в нем фенольные и кофейные кислоты, различные флавоноиды, а также вызываемый медом осмотический эффект. Кроме того, мед укрепляет иммунитет.
Кстати, эксперты считают, что именно укрепление иммунной системы может в будущем стать ключевым компонентом в борьбе с инфекциями. Для этого, в частности, будут использовать катионные или антимикробные пептиды. Эти мини-белки способны не только убить бактерии, но и простимулировать иммунную систему человека, чтобы впоследствии организм сам эффективнее боролся с инфекцией. Эффективными могут быть также человеческие антитела, способные обнаруживать чужеродные вредоносные клетки и послать иммунной системе сигнал на их уничтожение. Клинические исследования этого метода уже демонстрируют впечатляющие результаты.
А пока эти разработки станут доступными, нужно укреплять иммунитет проверенными способами: хорошо высыпаться, правильно питаться, пить больше жидкости, вести активный образ жизни. Как показывает практика, это самые эффективные и дешевые способы борьбы с бактериями. Они укрепляют иммунитет, а значит, делают организм менее восприимчивым к инфекциям. А если уж так случилось, что человек заболел, нужно предоставить организму шанс самому победить инфекцию, прежде чем горстями глотать таблетки. Если не атаковать бактерии лекарствами, они не смогут выработать устойчивость. Соответственно, бактерии-мутанты будут не страшны.