Πρόσφατη έρευνα αποκάλυψε τον μηχανισμό που χρησιμοποιούν πολλά βακτήρια για “αποφύγουν” τη δράση των αντιβιοτικών και να επιβιώσουν. Ο καθηγητής Jean-Louis Bru και οι συνεργάτες του εργάστηκαν με το βακτήριο Pseudomonas aeruginosa και ανακάλυψαν ότι πολλά βακτήρια με ανθεκτικότητα στα αντιβιοτικά χρησιμοποιούν μια συγκεκριμένη στρατηγική για να τα αποφύγουν, δίνοντας ελπίδες και τροφή για νέες μελέτες σχετικά με την αποτελεσματικότητα των αντιβιοτικών.

Τι είναι η Pseudomonas aeruginosa, πώς μεταδίδεται και τι προκαλεί;

Η P. aeruginosa είναι ένα βακτήριο που πλήττει ιδιαίτερα τους ανθρώπους που πάσχουν από κυστική ίνωση. Μεταδίδεται μέσω του μολυσμένου νερού, χώματος ή επιφανειών, προκαλεί μετεγχειρητικές λοιμώξεις στο αίμα ή στα όργανα και μπορεί να οδηγήσει σε πνευμονία. Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας κατατάσσει την P. aeruginosa στα πιο επικίνδυνα παθογόνα βακτήρια διότι έχει αποκτήσει ανοσία στα αντιβιοτικά που χρησιμοποιούν οι επιστήμονες για να το καταπολεμήσουν, αλλά και γιατί προκαλεί σοβαρές αναπνευστικές λοιμώξεις. Η ανθεκτικότητα των βακτηρίων στα μέχρι τώρα γνωστά αντιβιοτικά αποτελεί μια παγκόσμια κρίση της δημόσιας υγείας, καθώς δημιουργεί την ανάγκη για νέες και άμεσες μεθόδους καταπολέμησής τους.

Με ποιους μηχανισμούς τα ανθεκτικά βακτήρια ξεφεύγουν της δράσης των αντιβιοτικών;

Οι ερευνητές μελέτησαν την ανάπτυξη και την διάδοση των βακτηρίων σε εργαστηριακές συνθήκες, έχοντας δημιουργήσει ένα περιβάλλον παρόμοιο με αυτό των βλεννωδών μεμβρανών που επιτρέπουν στην P. aeruginosa να πολλαπλασιαστεί. Η ομάδα μελέτησε την ικανότητα των βακτηρίων να κινούνται συλλογικά παρουσία αντιβιοτικών και βακτηριοφάγων (ιοί που προσβάλλουν βακτήρια). Τα αντιβιοτικά έκαναν τα βακτήρια να στέλνουν σήματα στα υπόλοιπα βακτήρια του είδους προειδοποιώντας τους για τον κίνδυνο, καταφέρνοντας έτσι να ξεφύγουν. Χάρη στους μηχανισμούς αυτούς, τα βακτήρια καταφέρνουν να περιορίσουν τη μόλυνση σε ένα μέρος του συνολικού πληθυσμού τους, εξασφαλίζοντας έτσι την επιβίωση του υπόλοιπου πληθυσμού.

Οι ερευνητές παρατήρησαν επίσης ότι τα βακτήρια κινούνταν γύρω από την περιοχή που είχαν αντιληφθεί ως επικίνδυνη. Αν για παράδειγμα αντιληφθούν ότι σε μια περιοχή υπάρχει αντιβιοτικό ή βακτηριοφάγος, τότε επικοινωνούν με τα γειτονικά βακτήρια μέσω προειδοποιητικών σημάτων και κινούνται σε κύκλο γύρω από την περιοχή που έχουν σημάνει ως επικίνδυνη. Πολλές φορές, η προσπάθεια που καταβάλλουν για να αποφύγουν τη θήρευση μειώνει την αναπαραγωγική ικανότητα των βακτηρίων, ειδικά όταν πρέπει να λάβουν ακραία μέτρα προστασίας.

Τα βακτήρια χρησιμοποιούν, ωστόσο, και πλήθος άλλων τρόπων για να δραπετεύσουν από τα αντιβιοτικά, όπως φαίνονται παρακάτω:

• Ορισμένα βακτήρια χρησιμοποιούν αντλίες εκροής, με τις οποίες απωθούν τα αντιβιοτικά, μειώνοντας έτσι τη συγκέντρωσή τους.
• Συχνά, μεταλλάξεις στο βακτηριακό DNA αυξάνουν τον αριθμό των αντλιών, καθώς και τον βαθμό ανθεκτικότητας των βακτηρίων στο συγκεκριμένο αντιβιοτικό.
• Τα βακτήρια μπορούν να “κρυφτούν” πίσω από το κυτταρικό τους τοίχωμα, ώστε τα αντιβιοτικά να μην έχουν πλέον στόχο.

Τα βακτήρια χρησιμοποιούν αντίστοιχες τεχνικές όταν μολύνουν ανθρώπους, γεγονός που εξηγεί το γιατί δεν μπορούν όλες οι βακτηριακές λοιμώξεις να αντιμετωπιστούν με αντιβιοτικά.

Ανοίγοντας το δρόμο για αποτελεσματικότερα αντιβιοτικά

Η μελέτη της συμπεριφοράς της P. aeruginosa έφερε στο φως συμπεριφορές των βακτηρίων που δεν είχαν μελετηθεί πρότινος. Η δυνατότητα του είδους να επηρεάζει τη συμπεριφορά ενός ολόκληρου πληθυσμού ώστε να κινηθεί συλλογικά αποφεύγοντας τη θήρευση χαρακτηρίστηκε ως “συλλογική απόκριση στο στρες”.  Τα ευρήματα της έρευνας αυτής μπορούν να αξιοποιηθούν μελλοντικά για την αντιμετώπιση της ανθεκτικότητας των βακτηρίων στα ήδη γνωστά αντιβιοτικά, αφού η κατανόηση των μηχανισμών δράσης των βακτηρίων μας δίνει νέους τρόπους καταπολέμησής τους.

Ένας τρόπος παρεμπόδισης της εξάπλωσης του βακτηρίου στον ανθρώπινο οργανισμό είναι η αλληλεπίδραση με το προειδοποιητικό σήμα που στέλνει. Τα ευρήματα της έρευνας συνιστούν ότι η χρήση συγκεκριμένων φαρμάκων μπορεί να εμποδίσει την αποστολή του σήματος από βακτήριο σε βακτήριο. Εναλλακτικά, θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν χημικά υποκατάστατα, τα οποία θα εμποδίζουν τη λήψη του σήματος από τα βακτήρια, καθιστώντας έτσι δυνατή την αντιμετώπιση μιας βακτηριακής λοίμωξης με αντιβιοτικά.

Οι μολύνσεις από βακτήρια όπως η P. aeruginosa αποτελούν πρόβλημα της παγκόσμιας κοινότητας και η αντιμετώπισή τους είναι επιτακτική, καθώς ευθύνονται για πλήθος εισαγωγών σε νοσοκομεία και θανάτους κάθε χρόνο. Συνεπώς, η παρατήρηση της συμπεριφοράς τους είναι ίσως το κλειδί για την καταπολέμηση των βακτηρίων αυτών και των επιπτώσεων που επιφέρουν στους ανθρώπους.