Pożeracze bakterii

Do diabła z cholerą - miał stwierdzić zrezygnowany brytyjski chemik Ernest Hanbury Hankin, usiłujący w drugiej połowie XIX wieku zwalczać to schorzenie w Indiach. W 1896 r. osłupiały stwierdził, że Hindusi pijący nie przegotowaną wodę ze świętej rzeki Ganges nie chorują na cholerę. Potem mikrobiolodzy udowodnili, że w wodzie znajdował się specyficzny wirus. Okazało się, że dobroczynne wirusy są powszechne w środowisku i stosunkowo łatwo je wyhodować. Uzyskiwano je na początku ze zwykłych ścieków! Francuz Félix d'Herelle wymyślił dla nich nazwę - bakteriofagi (czyli pożeracze bakterii) i pierwszy w 1915 r. zastosował je w leczeniu chorych na czerwonkę. Jego pacjenci wyzdrowieli w ciągu jednej nocy!
Odkryciem zainteresowały się firmy farmaceutyczne i wkrótce na rynku pojawiły się komercyjne preparaty bakteriofagowe. Można je było połykać, wstrzykiwać, smarować nimi skórę albo robić z nich lewatywy. Wszystkie te środki trafiły jednak do lamusa w erze antybiotyków. Bakteriobójczymi wirusami, "żywymi antybiotykami", ponownie zainteresowano się dopiero współcześnie, gdy naukowcy gorączkowo poszukują alternatywy dla antybiotyków. Te leki, choć pozwoliły odnieść spektakularne zwycięstwo w walce z bakteriami, stają się coraz mniej skuteczne.


Lawina zarazków
Odkryta w 1928 r. penicylina okazała się skutecznym lekiem przeciw zakażeniom bakteryjnym, ale wkrótce wyszło na jaw, że bakterie uodporniają się na działanie antybiotyków. A ponieważ te środki stosowano na wielką skalę - często niepotrzebnie - lekarze niechcący "wypromowali" odmiany bakterii, z którymi dziś radzą sobie tylko antybiotyki ostatniej szansy, takie jak wankomycyna czy kolistyna. Co gorsza, w ostatnich 35 latach wprowadzono do użytku tylko jeden preparat nowej generacji!
- Polscy lekarze coraz częściej nie mają czym leczyć chorych z ciężkimi infekcjami, bo w naszym kraju gwałtownie przybywa szczepów superbakterii opornych na leki - mówi dr Paweł Grzesiowski z Narodowego Instytutu Zdrowia Publicznego. Te infekcje zabijają rocznie 30 tys. Polaków, mimo że szpitale wydają na antybiotyki 20-30 proc. pieniędzy przeznaczonych na zakup leków. Dla wielu antybiotyków odsetek mikrobów opornych na leczenie zbliża się do krytycznego poziomu 25 proc. - Po przekroczeniu tej granicy antybiotykooporność narasta lawinowo. Dzieje się tak, ponieważ geny oporności zaczynają wtedy wchodzić na stałe w skład genomu mikrobów i następne pokolenia składa się z samych superbakterii - tłumaczy Grzesiowski. Co gorsza, takie bakterie często "przekazują sobie" geny oporności nie na jeden, ale na kilka leków.
Skuteczniejsze od antybiotyków mogą się okazać bakteriofagi. Wirusy te przyczepiają się do bakterii i wstrzykują do nich DNA albo RNA. Ofiara zostaje zmuszona do produkcji nowych wirusów, które rozrywają ją, by się uwolnić. "Bakteriofagi atakują tylko konkretne odmiany bakterii - każdy mikrob ma wirusa, który go zwalcza" - mówi prof. Vincent Fischetti z Rockefeller University w Nowym Jorku. Dzięki temu wirusy można stosować jako lek "inteligentny", zabijający tylko mikroby chorobotwórcze.

Wirusem w raka
Wrocławski Instytut Immunologii i Terapii Doświadczalnej Polskiej Akademii Nauk stosuje bakteriofagi od ponad półwiecza, a wykorzystuje je w terapii od 1980 r. Do tej pory wyleczono tam ponad 1500 pacjentów, którzy cierpieli na infekcje wywołane przez bakterie nie reagujące na antybiotyki. Skuteczność leczenia sięga 87 proc. Uczeni dysponują ponad 300 gatunkami bakteriofagów zwalczających groźne mikroby. Przeprowadzone niedawno badania dowiodły, że bakteriofagi mogą też oddziaływać na układ odpornościowy i pomagać w walce z nowotworami!
Wspomniana terapia pozostaje w stadium eksperymentu medycznego. Aby została powszechnie zaakceptowana, potrzebne są kosztowne badania kliniczne. Sfinansować je mogą jedynie firmy farmaceutyczne, które robią znakomite interesy na sprzedaży coraz większej ilości antybiotyków. Także lekarze nieufnie podchodzą do leczenia zakażeń za pomocą "inteligentnych wirusów". Niektórzy obawiają się, że bakterie mogą się uodpornić na działanie bakteriofagów, choć nie udało im się to przez miliony lat. Innym częstym zarzutem jest to, że terapię wirusami można zastosować dopiero wtedy, gdy dokładnie wiadomo, jaka bakteria jest przyczyną choroby. Może to zająć dwie doby, co oznacza, że metoda nie sprawdza się nagłych przypadkach. Nowe metody diagnostyczne - wykorzystujące bakteriofagi - przynoszą jednak pozytywne wyniki w ciągu kilku godzin. Najpoważniejszym problemem było to, że w naturze wirusy czasami nie zabijają bakterii, ale przenoszą między nimi geny umożliwiające produkcję toksyn lub chroniące przed antybiotykami.
- Nasze fagi takich cech nie mają. Ponadto w warunkach zagrożenia życia przez bakterie oporne na antybiotyki takich argumentów nie można traktować jako przeciwwskazań do leczenia fagami - twierdzi prof. Andrzej Górski, szef Instytutu Immunologii i Terapii Doświadczalnej PAN.
Brytyjska firma Novolytics przygotowuje się do wprowadzenia na rynek kremu z wirusami, które będą likwidować gronkowca złocistego w jamie nosowej pacjentów. Amerykański Intralytix pracuje nad wirusowym plastrem na zainfekowane rany, wzorując się na produkcie stosowanym od dawna w Gruzji. Inne firmy zajmują się wyhodowaniem bakteriofagów, które nie będą wywoływały silnej reakcji immunologicznej organizmu, a przez to będą mogły skuteczniej polować na chorobotwórcze bakterie.
Obiecujące są próby zastosowania pojedynczych elementów bakteriofaga. Uczonych najbardziej interesują białka, dzięki którym wirusy rozrywają zaatakowaną bakterię. "Nie zajmowano się tym wcześniej, ponieważ wirusy dziurawią bakterię od środka. Tymczasem okazało się, że te białka równie dobrze działają, gdy zostaną zastosowane z zewnątrz" - mówi prof. Fischetti. Jego zespół zidentyfikował już cząsteczki, za których pomocą można w kilka sekund zniszczyć niebezpieczne bakterie, takie jak paciorkowce wywołujące zapalenia płuc i gardła oraz laseczki wąglika.

Drapieżne mikroby
Spore nadzieje uczeni wiążą z białkami bakterii Bdellovibrio bacteriovorus, drapieżnego mikroba, który żywi się innymi bakteriami, takimi jak chorobotwórcze Salmonella, Pseudomonas czy Klebsiella. - Rozszyfrowaliśmy niedawno genom tego przecinkowca, a teraz modyfikujemy go tak, by niszczył groźne dla człowieka mikroby - powiedział "Wprost" dr Stephan Schuster z Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie w Tybindze. Przecinkowce Bdellovibrio występują powszechnie w glebie i wodzie, ale dla człowieka są zupełnie nieszkodliwe.
Ofiarom przecinkowców nie udało się "wynaleźć" środków obrony, ponieważ Bdellovibrio atakuje za pomocą kilku substancji jednocześnie, dziurawiąc ścianę komórkową bakterii i doprowadzając do jej natychmiastowej śmierci. Komórki ludzkie są odporne na taki atak. Co więcej, drapieżny przecinkowiec słabo pobudza nasz układ odpornościowy, może więc dotrzeć bez przeszkód tam, gdzie znajdują się groźne dla nas mikroby. - Ten antybiotyk nie tylko sam się rozmnaża, ale jeszcze potrafi się zdezaktywować, gdy już nie jest potrzebny - mówi dr Schuster. Gdy mikrob trafi na bakterię należącą do grupy tzw. drobnoustrojów Gram-ujemnych, wwierca się w nią, pożera od środka, a następnie dzieli się na kilkanaście gotowych do ataku przecinkowców. Jeśli nie mogą znaleźć pokarmu, wymierają. Uczeni mają nadzieję, że podobnie będą wkrótce "wymierać" zakażenia bakteryjne.