Lieky sú čoraz menej účinné a baktérie im odolávajú. Vedci teraz testujú nový CRISPR systém, ktorý môže ich obranu úplne vyradiť
Antibiotiká čoraz častejšie zlyhávajú, pretože baktérie si medzi sebou šíria gény odolnosti. Vedci teraz testujú CRISPR systém, ktorý dokáže tieto gény priamo vyradiť a vrátiť baktérie späť do stavu, keď na liečbu reagujú.
Antibiotiká ešte donedávna znamenali jednoduché riešenie. Infekcia, recept, pár dní liečby a hotovo. Lenže dnes sa čoraz častejšie ukazuje, že niektoré baktérie si z lieku veľa nerobia. Prežijú. A problém sa vracia.
Problém antibiotickej rezistencie sa pritom nezmenšuje, práve naopak. Každý rok pribúdajú prípady, keď liečba nezaberá tak, ako by mala. Ak sa trend nezmení, odborníci odhadujú, že okolo roku 2050 môže ísť o milióny úmrtí ročne.
Nejde pritom len o nemocnice. Rezistentné baktérie sa objavujú aj tam, kde by si to možno nečakal, v odpadových vodách, na farmách či v chovoch rýb. Časť problému tak vzniká mimo kliník a potom sa vracia späť k ľuďom.
Namiesto zabíjania baktérií im chcú „vypnúť“ obranu
Tímy vedcov z University of California San Diego prišli s prístupom, ktorý sa nesnaží baktérie okamžite zničiť. Namiesto toho im chce odobrať ich najväčšiu výhodu a to genetickú výbavu, ktorá im umožňuje prežiť liečbu antibiotikami.
Využívajú pritom technológiu CRISPR, ktorú si mnohí spájajú s genetickými „nožnicami“. Ide o nástroj, ktorý dokáže veľmi presne zasiahnuť konkrétny úsek DNA a upraviť ho. Tentoraz sa však nepoužíva na úpravu rastlín či zvierat, ale na zásah do bakteriálnej populácie.
Neprehliadni
Vedci vyvinuli systém s názvom pPro-MobV. Ide o druhú generáciu technológie, ktorá funguje na princípe takzvaného gene drive, teda genetického mechanizmu schopného šíriť sa populáciou. Stačí malý počet upravených baktérií a systém sa môže postupne rozšíriť medzi ostatné.
Takto dokáže CRISPR „vypnúť“ gén, ktorý chráni baktériu
Baktérie majú okrem svojho hlavného genetického materiálu často aj malé kruhové kúsky DNA nazývané plazmidy. Predstav si ich ako malé prenosné disky, ktoré si baktérie medzi sebou vymieňajú. Práve na týchto plazmidoch sa veľmi často nachádzajú gény zodpovedné za antibiotickú rezistenciu.
Nový systém funguje tak, že do baktérie vloží genetickú kazetu s mechanizmom CRISPR. Tá sa zameria priamo na gén rezistencie uložený na plazmide a poškodí ho alebo vyradí z činnosti. Výsledkom je, že baktéria opäť reaguje na antibiotikum. Inými slovami, liek, ktorý predtým nefungoval, zrazu môže byť účinný.
Baktérie si medzi sebou prenášajú gény rezistencie
Kľúčové ale je, že zásah sa neobmedzí na jednu baktériu. Baktérie si totiž medzi sebou bežne vymieňajú DNA. Vytvoria krátke spojenie, akýsi mikroskopický mostík, a genetický materiál sa presunie z jednej bunky do druhej. Tento proces sa volá konjugácia.
Vedci tento mechanizmus jednoducho zapojili do svojho systému. Ak sa upravená baktéria spojí s ďalšou, genetická kazeta sa môže preniesť ďalej. Nie je teda nutné zasahovať každú bunku osobitne. Zásah sa šíri spolu s baktériami.
Biofilmy: dôvod, prečo infekcia nezmizne ani po liečbe
Jedným z dôvodov, prečo niektoré infekcie pretrvávajú aj po nasadení antibiotík, sú biofilmy. To nie je nič exotické. Ide o hustú vrstvu baktérií, ktorá sa prichytí na povrch, napríklad na katéter, umelý kĺb alebo vnútornú stenu potrubia. Baktérie v nej nie sú roztrúsené jednotlivo, ale fungujú ako komunita.
Vytvoria si ochrannú vrstvu, cez ktorú liek preniká podstatne horšie. Antibiotikum sa tak síce dostane do tela, ale k časti baktérií sa nedostane v dostatočnej koncentrácii. Práve preto sú niektoré chronické infekcie také odolné.
Vedci tvrdia, že ich systém dokázal zasiahnuť gény rezistencie aj v biofilme. To znamená, že genetická kazeta sa dokáže šíriť aj v tejto „uzavretej“ komunite baktérií. Ak by sa to potvrdilo aj mimo laboratória, mohlo by to mať význam najmä tam, kde sa biofilmy pravidelne tvoria, teda v nemocničnom prostredí alebo v zariadeniach na spracovanie vody.
Zaujímavou súčasťou výskumu je aj možnosť využitia bakteriofágov, teda vírusov, ktoré prirodzene infikujú baktérie. Tie sa už dnes skúmajú ako alternatíva k antibiotikám. Vedci zistili, že prvky ich genetického systému možno prenášať aj pomocou takýchto vírusov.
Teoreticky by tak mohla vzniknúť kombinácia, v ktorej vírus doručí do baktérie genetický zásah, ktorý jej odoberie rezistenciu. Takýto prístup by mohol posilniť účinok celej stratégie.
