През август 1881 г. в шотландско фермерско семейство се ражда човек, който отваря нова епоха във фармакологията – сър Александър Флеминг. В началото на 20-те години открива и първите антибиотици – пеницилин и лизоцим.
През Втората световна война производството на пеницилин става масово, а през 1945 г. Флеминг получава Нобелова награда в областта на физиологията и медицината, а в края на 60-те години се появяват първите съобщения за MRSA – метицилинрезистентен стафилокок.
След това се оказва, че устойчивостта на бактерии към антибиотици не е рядко явление, да и в природата се среща.
Активното използване на антибактериални препарати от човечеството значително ускорило еволюцията на бактериите в това направление – те започват да търсят нови пътища за заобикаляне на тяхното действие и за защита от лекарства. И стават доста успешни в тази посока.
Преди няколко години СЗО обяви нарастващата устойчивост на патогенни микроорганизми към антибиотици като една от основните заплахи за човечеството.
Изследванията на механизмите на защита на бактерии от антибиотици излизат на първи план. Не по-малко важни са разработките на нови препарати, които трябва да заобиколят тези механизми.
Кой днес води в тази борба: хората с антибиотиците или бактериите
Път,който може да заобиколи – лекарства и рибозоми
През март 2019 г. учени от Калифорнийския университет Сан Диего съобщават за напълно нов механизъм на бактерии от действието на антибиотиците.
Една от най-важните органели на клетките е рибозомът, която се занимава с биосинтез, образуване на белтъчини от аминокиселини по схема във вида матрична РНК – мРНК. Рибозомите превръщат гените в белтъци.
Сами по себе си рибозомите са нуклеопротеиди, състоящи се, както следва от този термин, от белтъчната част и рибозомната РНК /рРНК/, и то последната – във вид на магнезиева сол.
Без магнезий рибозомите на практика се разпадат на парченца и не могат да синтезират белтъци.
Оказва се, че под въздействие на антибиотици бактериите отключват процес на активно поглъщане на магнезиеви йони от външната среда, за да стабилизират своите рибозоми и да не спре синтеза на белтъци, необходими за оцеляване на клетки.
Под въздействие на антибиотиците бактериите отключват процес на активно поглъщане на магнезиеви йони от външната среда, за да се стабилизират собствените рибозоми и да не се спре синтеза на белтъци, необходими за оцеляването на клетки.
Откритият от учените механизъм дава възможност за повишаване на ефективността на вече съществуващите антибиотици. Ако успеят да научат как да манипулират способността на бактериите да поглъщат толкова необходимият им магнезий, е възможно да станат и по-уязвими.
Път за защита – как да създадем армия от ензими-охранители
През февруари 2018 г. учени от Станфордския университет разказват за още един начин за защита на бактериите от антибиотици. Някои микроорганизми се научиха да образуват ензими, които успешно разграждат опасно за тях лекарство.
Освен това те модифицират вече съществуващи ензими, които ги изменят така, че последните сами да не попадат под действието на ензими.
Така, например, групата на ензимите ТЕМ бета-лактамаза е установено как се променят електрическите полета на отделни участъци на ензима в различни етапи на контакт с антибиотици.
Тези ензими дават възможност да не се поддават на действието на бета-лактамните антибактериални препарати, към които се отнасят пеницилини и цефалоспорини.
Ако синтезът на такива бета-лактамази води до полирезистентност, тоест до устойчивост едновременно към няколко вида антибиотици, то свойството на бактериите да образуват метало-бета-лактамаза NDM им придава панрезистентност. Превръщат се в супербактерии, устойчиви на голямо количество антибиотици.
Спасителен пояс
През септември 2018 г. датски изследователи от Копенхагенския университет съобщават за необичаен начин за защита от антибиотици, които демонстрират някои патогенни бактерии, и по-точно отделни щамове на ешерихия коли.
Изследваните микроорганизми просто изпадали в летаргия. Това е доста ефективен способ, тъй като антибиотиците обикновено целят да повлияят на способността на бактериите за растеж и развитие, а спящите бактерии стават невидими за тях.
Засега не е напълно ясно, защо едни бактерии умеят временно да забавят своята жизнена дейност, а други – не. Но тази способност е скрита в бактериалните гени и може да се предава при разможаване.
