Nanostruktury z uhlíku samy o sobě působí baktericidně. Proč narušují bakteriální stěny se zatím neví. (Kredit: Shanghai Institute of Applied Physics)

Mikrobům odolným k antibiotikům se v nemocnicích daří stále radostněji a tak i banální zákroky, po nichž následuje zápas o holý život, přestávají být výjimkou.  Multirezistentní bakterie MRSA se stávají noční můrou chirurgů a i když dnes nejde o přenášení infekce špinavýma rukama, jako za dob Ignáce Semmelweise, jistá paralela s porodníky, kteří měli se smrtí bojovat a místo toho smrtelnou nákazu šířili na další pacienty tady je. V obou případech jde o nemocniční nákazu a rozdíl je snad jen v tom, že tehdy neznali mikroorganismy.

Zvětšit obrázek

MRSA z eubakteriální linie Firmicutes (methicillin-resistant Staphylococcus aureus), čili zlatý stafylokok odolný vůči methicilinu se s námi nemazlí. Wikimedia Commons.

Dnes původce známe, ale na schopnosti těch nejschopnějších je veškerá medicína krátká. Proto je každá zpráva o tom, že bychom s novodobou obdobou horečky omladnic přece jen mohli zatočit, tak vítaná.  Měla by nám v tom pomoci látka, která nám při styku neškodí, nevzniká na ní rezistence, neproniká do buněk a neuvolňuje se do prostředí. Ještě kdyby se tak podařilo udělat z takové látky latexovou barvu, která by se snadno nanášela na různé povrchy, byla trvanlivá a moc by se jí nespotřebovalo. I to se zřejmě nyní vědcům z RPI (stát Washington, USA) podařilo.

Kde se Američané přiučili?
U bakterií a hlavní roli v celé záležitosti hraje lysostafin. Z řeckého základu slova lze vytušit, že jde o protein způsobující lýzu. Veřejnosti není tato látka neznámá, i Osel o lysostafinu psal. Článek popisoval vznik transgenních krav odolných zánětům mléčné žlázy. Lysostafin je tedy látka známá a využívaná, jen v názorech na něj se jaksi nedokážeme shodnout. Jedni hovoří o přírodní a přirozené látce, jiní o věcičce, se kterou si není radno zahrávat. Přirozenou tato látka ale bezpochyby je, neboť se s její pomocí jedny stafylokokové bakterie brání jiným stafylokokům. A protože nejlepší obrana je útok, je to látka, která protivníka připraví o život pouhým kontaktem. Inu, když jde o možnost dostat se k majetku a zabrat území pro sebe, neznají bakterie sestru. K agresorovi bychom v tomto případě ale mohli být poněkud shovívavější, není totiž patogenní a žádného nebezpečí nám od něj nehrozí. Zato od jeho oběti ano, tou je totiž Staphylococcus aureus, a mezi jeho bratry patří i jedinci odolní na antibiotika přezdívané MRSA. Využití účinného lysostafinu by nám proto nemuselo být tak proti srsti.

 

Superzmetkovi odolnému na methicillin podlehla i nadějná brazilská modelka Mariana Bridi da Costa. ( Kredit: NoRock).

Pravdou je, že antimikrobiálních povrchů je nepřeberně. O jednom zajímavém, který zabíjí plísně, bakterie i viry s pomocí N-halaminu jsme psali i na Oslu. Na rozdíl od těchto povrchů, které zabíjejí „na potkání všechno“, je působení lysostafinu selektivní, dokonce úzce selektivní – působí jen na MRSA. Podle autorů objevu by tento povrch neměl uvolňovat ani žádné toxické chemikálie do prostředí a ani by se časem neměl „zanášet“ - omytím neztrácet na efektivitě. Také trvanlivost barvy v plechovce připravené k použití je přijatelná – ani půlroční její skladování by nemělo být na úkor účinnosti. Další podrobné informace o novém materiálu, přináší nejnovější číslo časopisu ACS Nano, vydávaného Americkou společností chemiků.

 

Jonathan S. Dordick: „lysostafin atakuje bakteriální membránu a dělá do ní díru“

Poněkud překvapivé se nám může zdát spojení enzymu s uhlíkatými nanotrubičkami. Podle autorů za jejich použití v kombinaci s lysostafinem stojí pokusy s jeho roztokem. Celkem logicky z nich vyplynulo, že čím je roztok koncentrovanější (plave v něm více molekul lysostafinu), tím je účinnější, což souvisí s pravděpodobností kontaktu s bakteriemi. Podobně, jako zvýšení koncentrace molekul v roztoku působí  navazovaní molekul enzymu na nanotrubičky. Enzym se k nim připojuje pomocí pružných molekul polymeru. Nanotrubičky zvětšují plochu jimi ošetřeného povrchu a tak přispívají ke zvýšení pravděpodobnosti kontaktu bakterie s na ně nalepenými molekulami enzymu. Tak nějak zjednodušeně řečeno tato zvláštní kombinace trubičky-enzym působí. Kromě toho tu ale je ještě jedna věc, která vyplývá z jiných nedávno publikovaných prací - samotné uhlíkaté nanostruktury (nanotrubičky, fullereny, grafen) rovněž vykazují antibakteriální účinky samy o sobě. Z nedávných pokusů prováděných v Číně například vyplynulo, že gram-pozitivní bakterie (E. coli - indikátor střevních infekcí)  ve styku s uhlíkovou strukturou fullerenem, se nedokážou množit. Kontakt s takovou vrstvou snižuje viabilitu bakterií o 98%. Setkání baktérií s takovým povrchem jim naruší buněčnou membránu. Zatím není zcela jasné, jak a čím to tyto struktury dělají je ale v tuto chvíli vedlejší. Naštěstí podobně jako lysostafin i uhlíkaté struktury nejsou cytotoxické. Jinak řečeno - zabíjet bakterie umí, ale savčích  živých buněk si nevšímají, nebo alespoň ne tak, aby to bylo významné.

Ať už tedy mají nanotrubičky v nové barvě funkci zvětšování styčné plochy, nebo pomáhají narušovat buněčnou stěnu bakterií přímo, důležité je, že jim tato kombinace s enzymem svědčí a spolu se jim daří likvidovat „super bugs“ lépe a radostněji. Dohady okolo toho, kdo je v tomto účinku úspěšnější zda nanotrubičky nebo enzym budou asi ještě nějakou dobu pokračovat, protože jak kontakt s uhlíkatou nanostrukturou, tak dotek molekuly lysostafinu, mají za následek to samé - díru v bakteriální stěně, což masožravým mikrobům nedělá dobře a oni se k nám pak chovají zdvořileji.

Zvětšit obrázek

Toto je Annie. Jde o klon skotu plemene jersey, kterému američtí vědci vsunuli do dědičné informace gen pro tvorbu bakteriálního proteinu – lysostafinu. Zvíře si ve svém těle tvoří obrannou látku, která jej činí k stafylokokové infekci rezistentní.

Bylo by nefér ubírat zásluhy také tomu třetímu vzadu – polymeru. Je na něm, že to všechno nějak drží pohromadě ale kromě snahy aby se to nerozpadlo i on zajišťuje v těchto konglomerátech vícero funkcí. Podílí se na jakémsi postupném „vystrkování“ molekul enzymu do prostředí, čímž přispívá k tomu, že na rozdíl od jiných antibakteriálních přípravků, tento neztrácí na účinnosti tak rychle.

Jedinou důležitou nezodpovězenou otázkou se zdá být případné vytvoření dalších rezistentních kmenů mikrobů k lysostafinu. Podle autorů publikace ale žádná rychlá adaptace v tomto směru nehrozí. Je nepravděpodobné, že by bakterie snadno překonaly něco, co se tu vyvíjelo miliony let. A i kdyby. Mikroby MRSA berou lidské životy a dělají to teď. A my k jejich zastavení toho na výběr zase tak moc nemáme.