royalstockphoto / Shutterstock

Η αντοχή στα αντιβιοτικά εξαπλώνεται γρήγορα σε όλον τον κόσμο. Όταν τα μολυσματικά βακτήρια μεταλλάσσονται με έναν συγκεκριμένο τρόπο και μετά πολλαπλασιάζονται, μπορούν να γίνουν ανθεκτικά ακόμη και στα πιο ισχυρά φάρμακα. Αλλά η έρευνα αποκάλυψε έναν ανησυχητικό εναλλακτικό τρόπο με τον οποίο μπορεί να εξαπλωθεί η αντοχή στα αντιβιοτικά: ένας οργανισμός που μεταδίδει την αντίστασή του σε άλλα ζωντανά βακτήρια.

Τον Ιούνιο του 2012, ένας 35χρονος άνδρας από το Σάο Πάολο βρέθηκε στο νοσοκομείο με μυριάδες προβλήματα. Παράλληλα με τη διάγνωση του καρκίνου του δέρματος, του είπαν ότι είχε μια πιθανή θανατηφόρα βακτηριακή λοίμωξη. Οι γιατροί τον έβαλαν σε μια χημειοθεραπεία και αντιβιοτικά, και η θεραπεία που σκοτώνει τα βακτήρια φάνηκε να λειτουργεί. Αλλά μέσα σε ένα μήνα ο μικροβιακός πυρετός είχε επιστρέψει.

Ο ασθενής είχε προσβληθεί από το γνωστό superbug MRSA (ανθεκτικό στη μεθικιλλίνη Η ασθένεια του σταφυλοκοκου). Έτσι, η ιατρική ομάδα στράφηκε σε ένα από τα αντιβιοτικά της «τελευταίας γραμμής άμυνας», το ισχυρή σύνθετη βανκομυκίνη. Αυτό το στέλεχος του MRSA αρχικά δεν είχε φυσική άμυνα κατά της βανκομυκίνης, αλλά μέχρι τον Αύγουστο του ίδιου έτους είχε γίνει ανθεκτικό, καθιστώντας τη θεραπεία αναποτελεσματική.

Οι επιστήμονες θα αργότερα αποκαλύψτε ότι, αντί να αποκτήσει αντίσταση μέσω μιας απλής μετάλλαξης, το MRSA αντ 'αυτού είχε δώσει ένα τεράστιο κομμάτι νέου DNA. Μέσα σε αυτήν τη σειρά δωρεών γενετικού κώδικα υπήρχαν οι οδηγίες για πρωτεΐνες που θα κρατούσαν τα βακτήρια ασφαλή από την καταστροφική εργασία του αντιβιοτικού. Το MRSA είχε κερδίσει ένα χέρι, αλλά από πού προήλθε αυτό το DNA;

εισάγετε Enterococcus faecalis. Αυτό το σφάλμα περιγράφεται συνήθως ως ένα κοινό βακτήριο (ένα από τα «καλά βακτήρια» μας), το οποίο ζει ευτυχώς στα έντερα μας χωρίς να προκαλεί βλάβη. Οι πεπτικοί μας σωλήνες είναι μια ομάδα μικροβιακής δραστηριότητας, που φιλοξενεί μονοκύτταρους οργανισμούς στα τρισεκατομμύρια τους. Το λεγόμενο μικρόβιο είναι εξαιρετικά σημαντικό για τη διατήρηση ενός υγιές ανθρώπινο έντερο, αλλά βοηθά επίσης στην καταστολή της απαίσιας πλευράς των σφαλμάτων όπως τα περιττώματα.

Όταν ασθενείς με εξασθενημένο ανοσοποιητικό σύστημα υποβάλλονται σε αντιβιοτικές θεραπείες, αυτή η ανεπιθύμητη πλευρά μπορεί να ανθίσει. Όταν μας δίδονται αντιβιοτικά, καθαρίζουν αδιακρίτως όλα τα βακτήρια που δεν έχουν φυσική άμυνα, μερικές φορές καθαρίζουν το μικρόβιο του εντέρου πολλών από τους φιλικούς κατοίκους του. Αλλά το faecalis είναι εγγενώς εξοπλισμένο με ένα οπλοστάσιο φυσικών μηχανισμών αντοχής στο DNA του, επιτρέποντάς του συχνά να επιβιώνει.

Χωρίς καταπιεστικούς γείτονες ή ένα ικανό ανοσοποιητικό σύστημα να τους κρατά σε έλεγχο, τα περιττώματα και οι ανθεκτικοί τους συνομηλίκους πολλαπλασιάζονται και ευδοκιμούν, χωρίζοντας ευτυχώς για να μετακινηθούμε στο πρόσφατα διαθέσιμο ακίνητο του εντέρου. Και πριν από πολύ καιρό έρχονται σε στενή επαφή με τους ανθεκτικούς και δυνητικά προκαλώντας ασθένειες γείτονές τους.

Ανταλλαγή πληροφοριών

Όταν οι άνθρωποι ενώνονται συχνά ανταλλάσσουμε ιδέες μέσω γλώσσας. Αλλά όταν τα βακτήρια ενώνονται, μπορούν να ανταλλάξουν πληροφορίες μέσω κωδικοποιημένων με DNA οδηγιών. Αυτό είναι γνωστό ως οριζόντια μεταφορά γονιδίων, όπου αντίγραφα DNA μετακινούνται από το ένα κύτταρο στο άλλο. Δυστυχώς, Ε. Faecalis και οι συμπατριώτες του superbug έχουν όλες τις καλύτερες πληροφορίες για κοινή χρήση, πληροφορίες που τους επιτρέπουν επιβιώνουν αντιβιοτικά.

Όμως, το faecalis έχει προχωρήσει ένα βήμα παραπέρα στο εξελικτικό του ταξίδι, καθιστώντας έναν από τους απόλυτους εμπόρους αντοχής στα αντιβιοτικά. Ένας αμυντικός μηχανισμός που χρησιμοποιείται από βακτήρια για να προστατευτεί από τον ανεπιθύμητο γενετικό κώδικα είναι το σύστημα CRISPR-cas9, το οποίο οι επιστήμονες χρησιμοποιούν επίσης τώρα ως τρόπο για επεξεργασία του DNA. Το σύστημα δημιουργήθηκε ως μέσο για τα βακτήρια να τεμαχίσουν ιικό DNA και άλλο δυνητικά επικίνδυνο γενετικό κώδικα σε κομμάτια προτού τους προκαλέσει βλάβη.

Ε. Faecalis κάποτε φιλοξένησε το σημαντικό σύστημα CRISPR-cas9 αλλά, εκπληκτικά, θυσιάστηκε ο αμυντικός μηχανισμός έτσι ώστε κάθε τρόπος DNA να μπει και να παραμείνει μέσα στα τοιχώματα του κυττάρου. Αυτή ήταν μια επικίνδυνη στρατηγική, αλλά τελικά αποδείχθηκε χρήσιμο, ξεκλειδώνοντας τα μέσα για τα κόπρανα να αποκτήσουν και, στη συνέχεια, να μεταδώσουν, σειρά γενετικών γνώσεων. Ήταν μέσω αυτού του σχεδιασμού κέρδους και ανταλλαγής που έδωσε η faecalis Ανθεκτικότητα στη βανκομυκίνη κατά MRSA.

Η αντοχή στα αντιβιοτικά απειλεί την ικανότητά μας να αντιμετωπίζουμε σοβαρές λοιμώξεις. Titikul B / Shutterstock

Τα αντιβιοτικά διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στη σύγχρονη ιατρική. Χρησιμοποιούνται ρουτίνα για τη θεραπεία μολυσματικών ασθενειών, που χορηγούνται προληπτικά μετά τη χειρουργική επέμβαση και έχουν συμβάλει στην αύξηση του μέσου προσδόκιμου ζωής κατά μέσο όρο 20 ετών σε ολόκληρο τον κόσμο. Αυτό καθιστά την αντιμετώπιση της αντοχής στα αντιβιοτικά μία από τις πιο πιεστικά θέματα που αντιμετωπίζει το είδος μας σήμερα. Ωστόσο, σε βακτήρια όπως τα περιττώματα, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι τα μικρόβια συμπλέκονται για να κλιμακώσουν τον κίνδυνο που προκαλείται από την εξελιγμένη αντοχή στα αντιβιοτικά.

Αυτό κάνει κατανόηση Ε. Faecalis υψίστης σημασίας. Ωστόσο, μεγάλο μέρος της φυσικής, εγγενούς αντίστασης του μικροβίου παραμένει τυλιγμένο σε μυστήριο. Απογοητευτικά, τα faecalis συχνά έχουν άσσο στο μανίκι του όταν προσβάλλονται από αντιβιοτικά. Εάν διαγράψουμε ένα αναπόσπαστο κομμάτι DNA, για παράδειγμα, συχνά διαπιστώνουμε ότι τα περιττώματα έχουν ένα άλλο τμήμα DNA που μπορεί να έχει τον ίδιο ρόλο, παρέχοντας αντοχή στα αντιβιοτικά ανεξάρτητα. Ωστόσο, δεν καταλαβαίνουμε ακόμη ποια κομμάτια DNA έχουν γενετικά εφεδρικά σχέδια και ποια όχι.

Ένα κομμάτι DNA χωρίς αντίγραφα ασφαλείας θα αποτελούσε έναν ιδανικό στόχο φαρμάκων. Και ευτυχώς, είμαστε σε θέση να αναγνωρίσουμε αυτά τα ζωτικά κομμάτια στο εργαστήριο διαγράφοντας σταδιακά τμήματα DNA. Ένα προς ένα, κάθε διαγραφή θα μας φέρει ένα βήμα πιο κοντά στον εντοπισμό βασικών τμημάτων του γενετικού κώδικα που είναι κρίσιμοι Ε. Faecalis να επιβιώσουν. Αυτό μας κάνει να είμαστε σίγουροι ότι σύντομα θα είμαστε σε θέση να στοιβάξουμε την τράπουλα υπέρ αυτού του άφθονου ευκαιριακού παθογόνου και τελικά να απομακρύνουμε τον έμπορο από το παιχνίδι.

Σχετικά με τους Συγγραφείς

Σάλι Μόρις, Υποψήφιος Διδάκτορας, Πανεπιστήμιο του Μπαθ και Τζέιμς Σ. Χόρτον, Υποψήφιος Διδάκτορας, Πανεπιστήμιο του Μπαθ

Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.

βιβλία_Υγεία