Bakterie jsou sice malé, ale když na to přijde, dovedou vyvolat hrůzy, které otřesou i těmi nejsrdnatějšími primáty. Kdo kdy viděl rozvinou nemocniční infekci methicilin-rezistentního zlatého stafylokoka, tak jistě ví, o čem je řeč. Bakterie jsou nesmírně evolučně plastické a když se po zavedení prvních antibiotik zdálo, že už máme nad bakteriálními infekcemi na věky vyhráno, ukázalo se, že to byl dost naivní pocit. V dnešním světě stíhá jedna špatná zpráva o novém výskytu bakteriální rezistence vůči antibiotikům druhou, vývoj nových antibiotik vázne a náhodný divák by snadno mohl získat pocit, že za pár let bychom se raději měli sprovodit ze světa vlastní rukou. Je ale opravdu vše ztraceno?
I když se to na první pohled nezdá, bakterie (snad) nejsou z Marsu, ale sdílí s námi dávné společné předky a žijí ve stejném světě, kde musí čelit podobným problémům, jako my sami. To nám proti nim dává docela dobrou šanci. Ne, že bychom je mohli vymazat z celé planety, ale mohli by jsme se pokusit zvrátit strategickou rovnováhu, od bakterií směrem k našim zájmům. V boji proti těmto malým mizerům a jejich rezistencím na naše léčiva můžeme použít evoluční a vlastně i ekonomické praktické koncepty, které vyvěrají z každodenní zkušenosti lidského druhu.
Dnes se zdá, že máme minimálně dvě možnosti, jak bakteriím alespoň důstojně čelit – využít proti nim jejich patogeny a také jejich vrozenou lakotu. Našimi přirozenými spojenci v boji s bakteriemi jsou fágy, čili podivné viry náruživě infikující bakterie, tak jako bakterie nás. Fágy se již používaly před příchodem antibiotik a pak s nimi experimentovali především vědci východního bloku. Problém fágů je, že fungují vždy jen na jeden konkrétní typ bakterie, mohou mít problém se dostat na místo infekce, vzácně mohou infekci zkomplikovat a vývoj fágových medikamentů je podle odborníků zdlouhavý a přehnaně regulovaný. Vzhledem k problémům s bakteriální rezistencí ale fágy podle všeho v medicíně brzy dostanou mnohem větší prostor.
Druhou naději nám skýtá sklon bakterií být nesmírně efektivní. Bakteriální rezistence totiž evidentně není zadarmo. Bakterie využívají proti antibiotikům v podstatě čtyři různé mechanismy. Mohou molekuly antibiotika pozměnit a tak je odzbrojit, mohou pozměnit strukturu míst, kde antibiotikum útočí, mohou přepnout metabolické dráhy a tím se vyhnout úderu antibiotika a mohou omezit koncentraci antibiotika v buňce , buď vylepšením buněčného povrchu nebo nasazením aktivních molekulárních pump. Vtip je v tom, že všechny tyto mechanismy jsou podle všeho pro bakterie nákladné, v evolučním slangu řečeno „ovlivňují fitness“. Ví se to už dlouho, ví se, že cena někdy kolísá podle podmínek prostředí, také se ví, že cena rezistence je klíčová pro její šíření mezi bakteriemi, ale stále není příliš jasné, v čem nákladnost rezistence proti antibiotikům vlastně spočívá.
Evoluční mikrobiolog Craig MacLean z University of Oxford a jeho kolegové si rádi hrají s běžnou gama proteobakterií Pseudomonas aeruginosa, která způsobuje řadu nepříjemných infekcí, ale zároveň je bohužel značně rezistentní vůči různým antibiotikům. Badatelé v různých experimentálních podmínkách sledovali jejich rezistenci na rifampicin, polosyntetický přípravek ze skupiny rifamycinů, který se například často využívá k léčbě tuberkulózy a lepry. Rifampicin funguje tak, že bakteriím inhibuje RNA-polymerázu, enzym odpovědný za transkripci DNA do RNA a tím jim zásadním způsobem rozvrací metabolismus.
MacLean a spol. ověřili, že rezistence testovaných bakterií, která u Pseudomonas aeruginosa spočívá především v účinných buněčných pumpách a nízké prostupností jejich buněčných membrán, je pro bakterie nákladná. Zároveň názorně předvedli, že cenu za resistenci lze u bakterií manipulovat, například přidáním chemických látek inhibujících enzymy odpovědné za rezistenci. Podle všeho by tedy bylo důvtipné ne až tak křečovitě vyvíjet jedno antibiotikum za druhým a pak ustrašeně čekat, kdy se objeví první rezistentní kmen, ale spíš soustředit energii na výzkum přídavných látek nebo léčebných postupů, které bakteriím jejich rezistenci co nejvíc prodraží. Je to mnohem elegantnější řešení, než se neustále v slzách obviňovat, jak se sami zabíjíme přehnaným užíváním antibiotik.
Prameny:
Genetics online, březen 2011, Wikipedia (Antibiotic resistance).