Πανανθεκτικά βακτήρια: Πώς φτάνουν να είναι αήττητα;

Έχει υπολογιστεί πως το 2050 θα υπάρχουν περισσότεροι θάνατοι από μικροβιακή λοίμωξη παρά από καρκίνο στον ανθρώπινο πληθυσμό. Παρότι ο θάνατος από βακτηριακή λοίμωξη ακούγεται σαν μακρινή ιστορία από το παρελθόν, δυστυχώς η αλόγιστη χρήση των αντιβιοτικών, θα επαναφέρει αυτήν την πραγματικότητα ξανά πίσω, καθώς άθελα μας, δημιουργούμε (και έχουμε ήδη δημιουργήσει) πανανθεκτικά βακτήρια (superbugs).

Γιατί τα αντιβιοτικά φάρμακα ωθούν την εξέλιξη των βακτηρίων;

Τα βακτήρια είναι ζωντανοί μικροοργανισμοί, στους οποίους ασκούμε εδώ και εκατοντάδες χρόνια, έντονη εξελικτική πίεση. Η συνεχής χρήση των αντιβιοτικών ουσιαστικά ‘’απομακρύνει’’ από την γονιδιακή δεξαμενή τα στελέχη που δεν μπορούν να επιβιώσουν υπό την παρουσία τους. Αυτά που επιβιώνουν, είναι βακτήρια ανθεκτικά σε αντιβιοτικά, τα οποία φυσικά, πολλαπλασιάζονται και δημιουργούν ανθεκτικές αποικίες. Φυσικά οι άνθρωποι συνέχιζαν να ανακαλύπτουν και άλλους τύπους αντιβιοτικών, πιο ισχυρούς, αλλά και πάλι τα βακτήρια εξελίσσονταν, και αντιμετώπιζαν τον κίνδυνο.

Βακτηριοφάγοι και αντιβιοτικά ενάντια στα μικρόβια

Για αυτόν τον λόγο η προσοχή της επιστημονικής κοινότητας τα τελευταία χρόνια έχει στραφεί στους βακτηριοφάγους, κοινώς φάγους. Αυτές οι μικροσκοπικές δομές, είναι ιοί, εξαιρετικά ειδικευμένοι στην μόλυνση βακτηρίων, με τελικό αποτέλεσμα την καταστροφή αυτών. Φυσικά τα βακτήρια, έχουν την ίδια αντιμετώπιση έναντι στους φάγους όπως και στα αντιβιοτικά: εξελίσσονται συνεχώς προκειμένου να επιβιώσουν. Όμως, παρατηρήθηκε πως όσο αυξάνεται η ανθεκτικότητα ενός βακτηριακού στελέχους στον εκάστοτε βακτηριοφάγο του, τόσο μειώνεται και η ανθεκτικότητα του σε αντιβιοτικά. Με βάση αυτά τα δεδομένα, οι ειδικοί κατάφεραν να σώσουν έναν ασθενή που βρίσκονταν σε κρίσιμη κατάσταση, και να καταπολεμήσουν τα πανανθεκτικά βακτήρια, μολύνοντας τον ασθενή με ένα μείγμα βακτηριοφάγων και αντιβιοτικών, με αποτέλεσμα ένα από τα δύο αυτά βιολογικά όπλα, να καταστρέψουν το βακτήριο.

Ο ρόλος των βακτηριοφάγων στην εξέλιξη των πανανθεκτικών βακτηρίων

Ο τρόπος που για καιρό θεωρούσαμε πως τα βακτήρια εξελίσσονταν και αποκτούσαν ανθεκτικότητα ενάντια στα αντιβιοτικά, ήταν μέσω τυχαίων μεταλλάξεων. Σε μια αποικία τύγχανε ένα βακτήριο να υποστεί μεταλλαγή στο γονιδίωμα του και αποκτούσε ανθεκτικότητα στο αντιβιοτικό. Στην συνέχεια, αν το βακτήριο αυτό κατάφερνε να αποφύγει την ανίχνευση από το ανοσοποιητικό μας σύστημα, μπορούσε να μεταφέρει το γονίδιο της ανθεκτικότητας και σε άλλα βακτήρια. Ωστόσο, μια ομάδα ερευνητών από το   University of Pittsburgh School of Medicine βρήκε πως και οι βακτηριοφάγοι έχουν σημαντικό ρόλο στην γρήγορη εξέλιξη της ανθεκτικότητας των βακτηρίων.

Εξέτασαν 6 διαφορετικά στελέχη βακτηρίων σε επιφανειακά τραύματα σε γουρούνια, στα οποία οι βακτηριοφάγοι επιδρούσαν, και ανέλυσαν το γονιδίωμα των βακτηρίων. Η υψηλή μολυσματική ικανότητα των φάγων, είχε ως αποτέλεσμα τα βακτηριακά στελέχη που επιβίωναν της μόλυνσης από τους φάγους, να έχουν πλέον εντάξει στο γονιδίωμά τους στοιχεία από το γονιδίωμα των φάγων. Μάλιστα, κάποια βακτήρια είχαν γονιδιακό υλικό από 2 ή/και 3 διαφορετικούς φάγους, το οποίο φαίνεται να βοηθούσε τα μικρόβια να επιβιώνουν από την επίθεση των φάγων.

Η ανάλυση αυτή είναι σημαντική, καθώς μας δίνει περισσότερα στοιχεία για την αλληλεπίδραση των βακτηριοφάγων με τα βακτήρια, η οποία είναι ουσιαστικά ένας συνεχής πόλεμος, όπου και οι 2 πλευρές εξελίσσουν τα όπλα τους ανά πάσα στιγμή. Χαρτογραφώντας με ακρίβεια το μονοπάτι που οδηγεί στην εξέλιξη πανανθεκτικών βακτηρίων, θα μας βοηθήσει στην βέλτιστη χρήση των βακτηριοφάγων και άλλων φαρμακευτικών αγωγών, εναντίον τους.