Majoritatea antibioticelor disponibile astăzi pe piață provin din anii 80, așa-numita epoca de aur a terapiei cu antibiotice. În prezent, ne confruntăm cu o disproporție uriașă între cererea de medicamente noi și oferta acestora. Între timp, potrivit OMS, era post-antibiotică tocmai a început. Vorbim cu prof. dr hab. med. Waleria Hryniewicz.
- În fiecare an, infecțiile cu bacterii rezistente la antibiotice provoacă cca. 700 mii. decese la nivel mondial
- „Utilizarea necorespunzătoare și excesivă a antibioticelor a făcut ca procentul de tulpini rezistente să crească treptat, luând un caracter de avalanșă încă de la sfârșitul secolului trecut” – spune prof. Waleria Hryniewicz
- Oamenii de știință suedezi ai bacteriilor de mare importanță în infecțiile umane, precum Pseudomonas aeruginosa și Salmonella enterica, au descoperit recent așa-numita genă gar, care determină rezistența la unul dintre cele mai noi antibiotice – plasomicina.
- Potrivit prof. Hryniewicz din Polonia este cea mai serioasă problemă în domeniul medicinei infecțiilor Carbapenemază de tip NewDelhi (NDM), precum și KPC și OXA-48
Monika Zieleniewska, Medonet: Se pare că ne luptăm împotriva bacteriilor. Pe de o parte, introducem o nouă generație de antibiotice cu un spectru de acțiune tot mai larg, iar pe de altă parte, tot mai multe microorganisme devin rezistente la acestea...
prof. Waleria Hryniewicz: Din păcate, această cursă este câștigată de bacterii, ceea ce ar putea însemna începutul unei ere post-antibiotice pentru medicină. Termenul a fost folosit pentru prima dată în „Raportul privind rezistența la antibiotice” publicat de OMS în 2014. Documentul subliniază faptul că acum, chiar și infecțiile ușoare pot fi fatale și nu este o fantezie apocaliptică, ci o imagine reală.
Numai în Uniunea Europeană au fost 2015 locuri de muncă în 33. decese din cauza infecțiilor cu microorganisme multirezistente pentru care nu a fost disponibilă nicio terapie eficientă. În Polonia, numărul acestor cazuri a fost estimat la aproximativ 2200. Cu toate acestea, Centrul American pentru Prevenirea și Controlul Infecțiilor (CDC) din Atlanta a raportat recent că în SUA din cauza unor infecții similare la fiecare 15 minute. pacientul moare. Potrivit estimărilor autorilor raportului întocmit de echipa eminentului economist britanic J. O'Neill, în fiecare an în lume infecţiile rezistente la antibiotice provoacă cca. 700 mii. decese.
- Citiți și: Antibioticele nu mai functioneaza. Nu vor exista medicamente pentru superbugie în curând?
Cum explică oamenii de știință criza antibioticelor?
Bogăția acestui grup de droguri ne-a scăzut vigilența. În majoritatea cazurilor, tulpinile rezistente au fost izolate odată cu introducerea unui nou antibiotic, dar acest fenomen a fost inițial marginal. Dar însemna că microbii au știut să se apere. Din cauza utilizării necorespunzătoare și excesive a antibioticelor, procentul tulpinilor rezistente a crescut treptat, luând un caracter de avalanșă încă de la sfârșitul secolului trecut.. Între timp, noi antibiotice au fost introduse sporadic, astfel că a existat o disproporție uriașă între cerere, adică cererea de medicamente noi, și oferta acestora. Dacă nu se iau imediat măsuri adecvate, decesele globale cauzate de rezistența la antibiotice ar putea crește până la 2050 de milioane pe an până în 10.
De ce este dăunătoare utilizarea excesivă a antibioticelor?
Trebuie să ne ocupăm de această problemă în cel puțin trei aspecte. Prima este direct legată de acțiunea unui antibiotic asupra oamenilor. Amintiți-vă că orice medicament poate provoca reacții adverse. Ele pot fi ușoare, de exemplu greață, se simt mai rău, dar pot provoca și reacții care pun viața în pericol, cum ar fi șoc anafilactic, leziuni hepatice acute sau probleme cardiace.
Mai mult, antibioticul perturbă flora noastră bacteriană naturală, care, prin paza echilibrului biologic, previne înmulțirea excesivă a microorganismelor dăunătoare (ex. Clostridioides difficile, ciuperci), inclusiv a celor rezistente la antibiotice.
Al treilea efect negativ al administrării de antibiotice este generarea de rezistență în rândul așa-numitei flore noastre normale, prietenoase, care o poate transmite bacteriilor capabile să provoace infecții severe. Știm că rezistența pneumococică la penicilină – un agent cauzal important al infecțiilor umane – provine de la streptococul oral, care este comun tuturor, fără să ne facă rău. Pe de altă parte, infecția cu boala pneumococică rezistentă pune o problemă terapeutică și epidemiologică serioasă. Există multe exemple de transfer interspecific al genelor de rezistență și cu cât folosim mai multe antibiotice, cu atât acest proces este mai eficient.
- De asemenea, se va citi: Antibioticele utilizate în mod obișnuit pot provoca probleme cardiace
Cum dezvoltă bacteriile rezistență la antibioticele utilizate în mod obișnuit și cât de mare amenințare reprezintă acest lucru pentru noi?
Mecanismele rezistenței la antibiotice în natură au existat de secole, chiar înainte de descoperirea lor pentru medicină. Microorganismele care produc antibiotice trebuie să se apere de efectele lor și, pentru a nu muri din cauza propriului produs, au gene de rezistență. Mai mult, ei sunt capabili să folosească mecanismele fiziologice existente pentru a lupta împotriva antibioticelor: pentru a crea noi structuri care să permită supraviețuirea și, de asemenea, să inițieze căi biochimice alternative dacă medicamentul este blocat în mod natural.
Aceștia activează diverse strategii de apărare, de exemplu, pompează antibioticul, îl împiedică să pătrundă în celulă sau îl dezactivează cu diferite enzime modificatoare sau hidrolizatoare. Un exemplu excelent sunt beta-lactamazele foarte răspândite care hidrolizează cele mai importante grupe de antibiotice, precum penicilinele, cefalosporinele sau carbapenemele.
S-a dovedit că rata de apariție și răspândire a bacteriilor rezistente depinde de nivelul și modelul consumului de antibiotice. În țările cu politici restrictive la antibiotice, rezistența este menținută la un nivel scăzut. Acest grup include, de exemplu, țările scandinave.
Ce înseamnă termenul „superbagie”?
Bacteriile sunt multi-rezistente la antibiotice, adică nu sunt susceptibile la medicamentele de linia întâi sau chiar de linia a doua, adică cele mai eficiente și mai sigure, adesea rezistente la toate medicamentele disponibile. Termenul a fost aplicat inițial tulpinilor de stafilococ auriu, insensibile la meticilină și vancomicină, rezistente la multibiotice. În prezent, este folosit pentru a descrie tulpini ale diferitelor specii care prezintă rezistență la multi-antibiotice.
Și agenții patogeni de alarmă?
Agenții patogeni de alarmă sunt superbacterii, iar numărul lor este în continuă creștere. Detectarea acestora la un pacient ar trebui să declanșeze o alarmă și să implementeze măsuri deosebit de restrictive care să prevină răspândirea lor în continuare. Agenții patogeni de alertă reprezintă una dintre cele mai mari provocări medicale astăziAcest lucru se datorează atât limitărilor semnificative ale posibilităților terapeutice, cât și caracteristicilor epidemice crescute.
Diagnosticarea microbiologică de încredere, echipele de control al infecțiilor care funcționează corespunzător și serviciile epidemiologice joacă un rol enorm în limitarea răspândirii acestor tulpini. În urmă cu trei ani, OMS, pe baza unei analize a rezistenței la antibiotice în statele membre, a împărțit speciile bacteriene multirezistente în trei grupe în funcție de urgența introducerii de noi antibiotice eficiente.
Grupul de importanță critică include batoanele intestinale, cum ar fi Klebsiella pneumoniae și Escherichia coli, și Acinetobacter baumannii și Pseudomonas aeruginosa, care sunt din ce în ce mai rezistente la medicamentele de ultimă instanță. Există, de asemenea, un micobacterium tuberculosis rezistent la rifampicină. Următoarele două grupuri au inclus, printre alții, stafilococi multirezistenți, Helicobacter pylori, gonococi, precum și Salmonella spp. si pneumococi.
Informaţia care bacteriile responsabile de infecțiile din afara spitalului sunt pe această listă. Rezistența largă la antibiotice în rândul acestor agenți patogeni poate însemna că pacienții infectați ar trebui îndrumați pentru tratament spitalicesc. Cu toate acestea, chiar și în instituțiile medicale, alegerea terapiei eficiente este limitată. Americanii au inclus gonococii în primul grup nu numai datorită rezistenței lor multiple, ci și datorită căii lor extrem de eficiente de răspândire. Deci, vom trata gonoreea în spital în curând?
- Citiți și: Boli grave cu transmitere sexuală
Oamenii de știință suedezi au descoperit în India bacterii care conțin o genă de rezistență la antibiotice, așa-numita gen gar. Ce este și cum putem folosi aceste cunoștințe?
Detectarea unei noi gene gar este asociată cu dezvoltarea așa-numitei metagenomici de mediu, adică studiul întregului ADN obținut din medii naturale, ceea ce ne permite și să identificăm microorganismele pe care nu le putem crește în laborator. Descoperirea genei gar este foarte tulburătoare, deoarece determină rezistența la unul dintre cele mai noi antibiotice – plazomicină – înregistrat anul trecut.
S-au pus mari speranțe în el, deoarece era foarte activ împotriva tulpinilor bacteriene rezistente la medicamentele mai vechi din acest grup (gentamicina și amikacina). O altă veste proastă este că această genă este localizată pe un element genetic mobil numit integron și se poate răspândi pe orizontală, și prin urmare foarte eficient, între diferite specii bacteriene chiar și în prezența plasomicinei.
Gena gar a fost izolată din bacterii de mare importanță în infecțiile umane, cum ar fi Pseudomonas aeruginosa și Salmonella enterica. Cercetările din India au vizat materialul colectat de pe fundul unui râu în care au fost deversate ape uzate. Ei au arătat răspândirea pe scară largă a genelor de rezistență în mediu prin activități umane iresponsabile. Prin urmare, o serie de țări iau în considerare deja dezinfectarea apelor uzate înainte ca acestea să fie eliberate în mediu. Cercetătorii suedezi subliniază, de asemenea, importanța detectării genelor de rezistență în mediu în stadiul inițial de introducere a oricărui nou antibiotic și chiar înainte ca acestea să fie dobândite de către microorganisme.
- Citeşte mai mult: Oamenii de știință de la Universitatea din Göteborg au observat că s-a răspândit o genă necunoscută anterior pentru rezistența la antibiotice
Se pare că – ca și în cazul virușilor – ar trebui să fim atenți la spargerea barierelor ecologice și a turismului intercontinental.
Nu doar turismul, ci și diverse dezastre naturale precum cutremure, tsunami și războaie. Când vine vorba de spargerea barierei ecologice de către bacterii, un bun exemplu este creșterea rapidă a prezenței Acinetobacter baumannii în zona noastră climatică.
Are de-a face cu Primul Război din Golf, de unde a fost adus în Europa și SUA cel mai probabil de soldații reveniți. A găsit acolo condiții excelente de viață, mai ales în contextul încălzirii globale. Este un microorganism de mediu și, prin urmare, este dotat cu multe mecanisme diferite care îi permit să supraviețuiască și să se înmulțească. Acestea sunt, de exemplu, rezistența la antibiotice, la săruri, inclusiv la metale grele și la supraviețuirea în condiții de umiditate ridicată. Acinetobacter baumannii este una dintre cele mai grave probleme ale infecțiilor nosocomiale din lume în prezent.
Cu toate acestea, aș dori să acord o atenție deosebită epidemiei, sau mai degrabă unei pandemii, care deseori ne scapă atenției. Este răspândirea tulpinilor bacteriene multirezistente, precum și răspândirea orizontală a determinanților de rezistență (gene). Rezistența apare prin mutații ale ADN-ului cromozomial, dar se dobândește și datorită transferului orizontal al genelor de rezistență, de exemplu pe transpozoni și plasmide de conjugare, și dobândirii rezistenței ca urmare a transformării genetice. Este eficient în special în mediile în care antibioticele sunt utilizate și abuzate pe scară largă.
În ceea ce privește contribuția turismului și a călătoriilor lungi la răspândirea rezistenței, cea mai spectaculoasă este răspândirea tulpinilor de bastonașe intestinale producătoare de carbapenemaze capabile să hidrolice toate antibioticele beta-lactamice, inclusiv carbapenemele, un grup de medicamente deosebit de important în tratamentul bolilor severe. infectii.
În Polonia, cea mai comună este carbapenemaza de tip NewDelhi (NDM), precum și KPC și OXA-48. Probabil ne-au fost aduse din India, SUA și, respectiv, Africa de Nord. Aceste tulpini au și gene de rezistență la o serie de alte antibiotice, care limitează semnificativ opțiunile terapeutice, clasificându-le drept agenți patogeni de alarmă. Aceasta este cu siguranță cea mai gravă problemă în domeniul medicinei infecțiilor din Polonia, iar numărul de cazuri de infecții și purtători confirmate de Centrul Național de Referință pentru Sensibilitatea Antimicrobiană a depășit deja 10.
- Citeşte mai mult: În Polonia, există o avalanșă de oameni infectați cu bacteria mortală New Delhi. Majoritatea antibioticelor nu funcționează pentru ea
Conform literaturii medicale, mai mult de jumătate dintre pacienți nu sunt salvați de infecțiile sanguine cauzate de bacilii intestinali care produc carbapenemaze. Deși au fost introduse noi antibiotice active împotriva tulpinilor producătoare de carbapenemază, încă nu avem niciun antibiotic eficient în tratamentul NDM.
Au fost publicate mai multe studii care arată acest lucru tubul nostru digestiv este ușor colonizat cu microorganisme locale în timpul călătoriilor intercontinentale. Dacă acolo sunt comune bacteriile rezistente, le importăm acolo unde locuim și rămân cu noi câteva săptămâni. În plus, atunci când luăm antibiotice care sunt rezistente la acestea, există un risc crescut de răspândire a acestora.
Multe dintre genele de rezistență identificate în bacteriile responsabile de infecțiile umane sunt derivate din microorganisme de mediu și zoonotice. Astfel, recent a fost descrisă o pandemie a unei plasmide care poartă gena de rezistență la colistină (mcr-1), care s-a răspândit în tulpinile de Enterobacterales pe cinci continente în decurs de un an. A fost inițial izolat de la porci din China, apoi din păsări și produse alimentare.
Recent, s-a vorbit mult despre halicină, un antibiotic inventat de inteligența artificială. Calculatoarele înlocuiesc efectiv oamenii în dezvoltarea de noi medicamente?
Căutarea de medicamente cu proprietățile așteptate folosind inteligența artificială pare nu numai interesantă, ci și foarte de dorit. Poate asta ți-ar oferi șansa de a obține medicamentele ideale? Antibiotice cărora niciun microorganism nu le poate rezista? Cu ajutorul modelelor computerizate create, este posibil să testați milioane de compuși chimici într-un timp scurt și să îi selectați pe cei mai promițători din punct de vedere al activității antibacteriene.
Un astfel de „descoperit” noul antibiotic este halicina, care își datorează numele computerului HAL 9000 din filmul „2001: Odiseea spațiului”. Studiile activității sale in vitro împotriva tulpinii multirezistente Acinetobacter baumannii sunt optimiste, dar nu funcționează împotriva Pseudomonas aeruginosa – un alt agent patogen important de spital. Observam tot mai multe propuneri de potentiale medicamente obtinute prin metoda de mai sus, ceea ce permite scurtarea primei faze a dezvoltarii lor. Din păcate, mai sunt studii pe animale și pe oameni de efectuat pentru a determina siguranța și eficacitatea noilor medicamente în condiții reale de infecție.
- Citiți și: Este ușor să prindeți boala... într-un spital. Ce te poți infecta?
Vom încredința, așadar, sarcina de a crea noi antibiotice computerelor programate corespunzător în viitor?
Acest lucru se întâmplă deja parțial. Avem biblioteci uriașe de compuși diverși cu proprietăți și mecanisme de acțiune cunoscute. Știm ce concentrație ajung, în funcție de doză, în țesuturi. Cunoaștem caracteristicile lor chimice, fizice și biologice, inclusiv toxicitatea. În cazul medicamentelor antimicrobiene, trebuie să ne străduim să înțelegem temeinic caracteristicile biologice ale microorganismului pentru care dorim să dezvoltăm un medicament eficient. Trebuie să cunoaștem mecanismul de producere a leziunilor și factorii de virulență.
De exemplu, dacă o toxină este responsabilă pentru simptomele dumneavoastră, medicamentul ar trebui să-i suprima producția. În cazul bacteriilor multirezistente la antibiotice, este necesar să se cunoască mecanismele de rezistență, iar dacă acestea rezultă din producerea unei enzime care hidrolizează antibioticul, căutăm inhibitorii acestuia. Când o modificare a receptorului creează mecanismul de rezistență, trebuie să găsim unul care să aibă o afinitate pentru acesta.
Poate că ar trebui să dezvoltăm și tehnologii pentru proiectarea de antibiotice „personalizate”, adaptate nevoilor anumitor persoane sau anumitor tulpini de bacterii?
Ar fi grozav, dar... în momentul de față, în prima fază de tratare a unei infecții, de obicei nu cunoaștem factorul etiologic (care provoacă boala), așa că începem terapia cu un medicament cu spectru larg de acțiune. O specie bacteriană este de obicei responsabilă pentru multe boli care apar în diferite țesuturi ale diferitelor sisteme. Să luăm ca exemplu stafilococul auriu, care provoacă, printre altele, infecții ale pielii, pneumonie, sepsis. Dar streptococul piogen și Escherichia coli sunt și ele responsabile de aceleași infecții.
Numai după ce ați primit rezultatul culturii de la laboratorul microbiologic, care va spune nu numai ce microorganism a provocat infecția, ci și cum arată susceptibilitatea acestuia la medicamente, vă permite să alegeți un antibiotic care este „adaptat” nevoilor dumneavoastră. De asemenea, rețineți că o infecție cauzată de același agent patogen în altă parte a corpului nostru poate necesita un alt medicamentdeoarece eficacitatea terapiei depinde de concentrația acesteia la locul infecției și, bineînțeles, de sensibilitatea factorului etiologic. Avem nevoie urgent de noi antibiotice, atât cu spectru larg, când factorul etiologic este necunoscut (terapie empirică), cât și restrâns, când avem deja un rezultat al testului microbiologic (terapie țintită).
Dar cercetările asupra probioticelor personalizate care ne vor proteja în mod adecvat microbiomul?
Până acum, nu am reușit să construim probiotice cu caracteristicile dorite, știm încă prea puține despre microbiomul nostru și despre imaginea sa în sănătate și boală. Este extrem de divers, complicat, iar metodele de reproducere clasică nu ne permit să o înțelegem pe deplin. Sper că studiile metagenomice din ce în ce mai frecvent întreprinse ale tractului gastrointestinal vor oferi informații importante care vor permite intervenții de remediere direcționate în cadrul microbiomului.
Poate că trebuie să vă gândiți și la alte opțiuni de tratament pentru infecțiile bacteriene care elimină antibioticele?
Trebuie să ne amintim că definiția modernă a unui antibiotic diferă de cea originală, adică doar produsul metabolismului microbian. A face mai ușor, În prezent considerăm că antibioticele sunt toate medicamentele antibacteriene, inclusiv cele sintetice, cum ar fi linezolid sau fluorochinolone. Căutăm proprietățile antibacteriene ale medicamentelor utilizate în alte boli. Totuși, se pune întrebarea: ar trebui să renunțați la prevederea lor în indicațiile originale? Dacă nu, probabil că vom genera rezistență la ele rapid.
Au existat multe discuții și studii de cercetare privind o abordare diferită a luptei împotriva infecțiilor decât înainte. Desigur, cea mai eficientă metodă este dezvoltarea vaccinurilor. Cu toate acestea, cu o varietate atât de mare de microbi, acest lucru nu este posibil din cauza limitărilor cunoștințelor noastre despre mecanismele patogene, precum și din motive tehnice și de rentabilitate. Ne străduim să le reducem patogenitatea, de exemplu prin limitarea producției de toxine și enzime importante în patogenia infecției sau prin privarea acestora de posibilitatea de colonizare a țesuturilor, care este de obicei prima etapă a infecției. Ne dorim ca ei să coexiste în pace cu noi.
____________________
prof. dr hab. med. Waleria Hryniewicz este specialist în domeniul microbiologiei medicale. Ea a condus Departamentul de Epidemiologie și Microbiologie Clinică al Institutului Național de Medicină. Este președintele Programului Național de Protecție Antibiotică, iar până în 2018 a fost consultant național în domeniul microbiologiei medicale.
Colegiul editorial recomandă:
- Omenirea a câștigat singură pandemia de coronavirus – un interviu cu prof. Waleria Hryniewicz
- Cancer în fiecare familie. Interviu cu prof. Szczylik
- Omul la doctor. Interviu cu Dr. Ewa Kempisty-Jeznach, MD