Penicilina și alte antibiotice au salvat nenumărate vieți. Cu toate acestea, vârsta acestor medicamente miraculoase pare să se încheie. Decesele cauzate de microbii rezistenți la droguri vor crește de la 700.000 pe an la 10 milioane până în 2025. Apoi vor depăși cancerul, bolile de inimă și diabetul, în efectele lor dăunătoare.
În ianuarie 2019, Universitatea Columbia a raportat că patru pacienți de la Centrul său medical Irving din New York suferă de un tip neobișnuit de E. coli. În timp ce știrile au trecut în mare parte neobservate de mass-media, aceasta a atras atenția experților în boli infecțioase. E. coli este o bacterie destul de obișnuită și este inofensivă dacă se găsește în stomacul în care trăiește de obicei, dar poate deveni mortală în locuri greșite, cum ar fi salată, în carne de vită măcinată sau în sistemul nostru circulator. În cazul în care antibioticele sunt neputincioase în lupta împotriva E. coli, jumătate dintre pacienți mor în două săptămâni.
Acesta este motivul pentru care raportul Universității Columbia despre E. coli a provocat o asemenea alarmă. Pentru unii pacienți infectați, ultima soluție constă în antibioticul colistină, o substanță toxică care poate provoca reacții adverse și poate deteriora rinichii și creierul. E. coli raportat de Universitatea Columbia a avut o mutație în gena MCR-1, oferindu-i proprietatea teribilă de a fi imun la colistină.
„Încercăm să găsim un nou antibiotic, dar nu putem găsi nimic”, spune Erica Shenoy, director adjunct al controlului infecțiilor la Spitalul General Massachusetts. „Putem primi pacienți cu o boală infecțioasă pe care nu o putem lupta”.
Începând cu anul 1942, când un medicament minunat experimental numit penicilină a fost dus la Spitalul din Boston, unde a salvat viața a 13 victime ale unui foc de noapte, oamenii de știință au descoperit mai mult de 100 de noi antibiotice. Avem nevoie de toate, dar nu mai sunt suficiente. Iar motivul nu este doar E. coli. Există, de asemenea, specii de Staphylococcus, Enterobacteriaceae și Clostridium difficile care s-au dovedit a fi eficiente împotriva antibioticelor. Un studiu a constatat că decesele cauzate de boli rezistente la antibiotice s-au quadruplat între 2007 și 2015. Recent, o versiune rezistentă a ciupercii Candida auris a fost descoperită în spitalele din New York și Chicago.care a provocat moartea a jumătate din pacienții infectați.
„Centrele americane pentru controlul și prevenirea bolilor raportează că două milioane de oameni pe an în America suferă de bacterii sau ciuperci care sunt rezistente la principalele antibiotice și că 23.000 de oameni mor din cauza lor. „Și aceasta este probabil o subestimare semnificativă”, spune Karen Hoffmann, șefa Asociației pentru profesioniștii în controlul infecției și epidemiologie. „Nu avem un sistem bun pentru evidența organismelor rezistente la medicamente, deci nu putem spune sigur.” Studiile au arătat că costul anual de servire a pacienților cu acest tip de boli de către sistemul de sănătate american depășește 3 miliarde de dolari.
Bacterii la microscop.
Aparent, această tendință sumbră va continua. Experții Organizației Mondiale a Sănătății spun că decesele la nivel mondial cauzate de microbii rezistenți la droguri vor crește de la 700.000 actuali pe an la 10 milioane până în 2025. Până în acest moment, devenind principala cauză a decesului oamenilor, ei vor depăși cancerul, bolile de inimă și diabetul în efectele lor distructive. Înainte de descoperirea antibioticelor, o mică tăietură, cariile dinților sau intervențiile chirurgicale de rutină ar fi putut provoca o contaminare bacteriană mortală. Penicilina, „cura minune” și alte antibiotice au salvat nenumărate vieți în ultimii ani. Cu toate acestea, vârsta acestor medicamente miraculoase pare să se încheie.
Video promotional:
Oamenii de știință încearcă să identifice și să izoleze bacteriile care sunt deja refractare la medicamentele existente, în speranța că focarele de boală pe scară largă pot fi evitate. Ei încearcă să reducă utilizarea antibioticelor pentru a încetini apariția bacteriilor rezistente. Dar toate acestea sunt prea puțin și se face prea târziu. O astfel de strategie ne va permite să câștigăm doar o anumită perioadă de timp. În prezent, cei mai vârstnici și mai slabi pacienți din spitale sunt categoria cea mai vulnerabilă, dar riscurile de acest gen continuă să se răspândească. „Vedem tineri sănătoși cu infecții ale tractului urinar sau ai pielii și nu avem medicamente care să le trateze”, spune Helen Boucher.specialist în boli infecțioase la Tufts Medical Center din Boston. „Probabil că nu vom putea face transplanturi de organe și nici măcar nu vom putea face intervenții chirurgicale de rutină precum înlocuirea articulațiilor. Acest lucru ar trebui să ne preocupe pe toți."
Experții medicali își bazează speranțele în strategii complet noi pentru tratarea bolilor infecțioase. Ei caută noi modalități de a distruge bacteriile în locuri exotice - în viruși, slime de pește și chiar și pe alte planete. Acestea susțin evoluțiile genomicii, precum și alte domenii și oferă noi tehnologii pentru a elimina bacteriile și a limita răspândirea acestora. În plus, cercetează în continuare terapii în spitale și în alte locuri unde bacteriile sunt răspândite, folosind strategii mai holistice pentru combaterea bacteriilor din corpul nostru, precum și în spitalele și cabinetele medicilor.
Opțiunile alternative par promițătoare, dar implementarea lor este încă departe. Încă nu este clar dacă vom putea crea noi mijloace înainte ca superbugurile, cum ar fi armata zombie la porți, să ne distrugă apărarea.
„Trebuie să investim sume imense de bani în dezvoltarea altor abordări”, spune Margaret Riley, o medicină specializată în bacterii rezistentă la medicamente la Universitatea din Massachusetts. „Și a fost necesar să începem asta acum 15 ani.”
Vânători de germeni noi
O parte a problemei cu rezistența la medicamente este că microbii evoluează către noi specii într-un ritm alarmant. Dacă o persoană are nevoie de 15 ani sau mai mult pentru a se putea reproduce, microbii precum E. coli se reproduc la fiecare 20 de minute. De-a lungul mai multor ani, aceștia pot trece printr-o perioadă de dezvoltare evolutivă, în timp ce ar dura o persoană milioane de ani, iar astfel de modificări includ posibilitatea obținerii unor astfel de caracteristici genetice care pot rezista la efectele medicamentelor. Persoana care ia antibiotice este laboratorul perfect pentru producerea de microbi rezistenți la medicamente. Cercetarile aratacă atunci când este introdus un medicament nou, primii microbi care sunt rezistenți la acesta se formează într-un an”, spune Shenoy din Spitalul General din Massachusetts.
Și în domeniul farmaceutic, nu există aproape nimic care să înlocuiască antibioticele, care nu mai acționează într-un mod adecvat asupra bacteriilor. În plus, este nevoie de aproximativ 2 miliarde de dolari și aproximativ 10 ani pentru a dezvolta un nou antibiotic - cu foarte puține speranțe că rezultatul va fi un super medicament care justifică o astfel de investiție. „Trucul de a deține un nou antibiotic este să îl folosești de câte ori este posibil și pentru o perioadă cât mai scurtă de timp”, a spus Jonathan Zenilman, șeful departamentului de boli infecțioase din Centrul Medical Johnview Hopkins din Bayview din Baltimore. Centrul medical Johns Hopkins Bayview). "Ce ar putea obliga o companie farmaceutică să dezvolte un medicament pentru o astfel de piață?" el intreaba.
Cercetătorii medicali caută în prezent alte abordări. Una dintre ele este implicarea biologilor interesați de utilizarea teoriei evolutive pentru combaterea bacteriilor. În anii 90, sub conducerea lui Riley la Harvard și Yale, au început cercetări despre modul în care virușii se omoară bacteriile și bacteriile se distrug reciproc. În 2000, unul dintre colegii ei a întrebat-o constant dacă munca ei are vreo legătură cu sănătatea umană. „Nu m-am gândit niciodată la asta”, spune ea. „Dar deodată totul a devenit clar pentru mine și am fost sesizat de această întrebare.”
De atunci, Riley a petrecut două decenii încercând să aplice o strategie de război antivirus pentru rezolvarea problemei bolilor infecțioase persistente la om. Virusii numiți fagii, care fac parte esențial din materialul genetic dintr-o teacă proteică de protecție, distrug pereții celulelor bacteriene și deturnează mașinile sale genetice, transformând astfel bacteria în sine într-o fabrică pentru producerea mai multor viruși. De asemenea, Riley studiază cum bacteriile ucid uneori alte bacterii în lupta pentru hrană. În acest sens, colonia de bacterii îi împinge uneori pe concurenți cu o proteină toxică pe care o produc numită bacteriocine.
Scopul lui Riley este nu numai să ucidă bacteriile dăunătoare, ci și să le protejeze pe cele benefice. Dintre cele aproximativ 400 de trilioane de bacterii care trăiesc în fiecare dintre corpurile noastre, spune ea, marea majoritate sunt benefice sau inofensive și doar 10.000 la sută dintre ele sunt potențial dăunătoare. Antibioticele cu spectru larg, cum ar fi penicilina, ciprofloxacina și tetraciclină, utilizate pe scară largă de către medici, așa cum sunt recomandate de medici, nu pot face distincția între bacteriile bune și cele rele - le distrug pe toate în mod nediscriminatoriu. Ca urmare, aceste tratamente nu numai că promovează apariția bacteriilor rezistente, dar provoacă probleme și pentru pacient.
„Folosirea antibioticelor este ca și cum ai arunca o bombă cu hidrogen asupra unei infecții”, spune Riley. „Ucizi 50% sau mai mult din totalul bacteriilor din corpul tău și, ca urmare, lipsa bacteriilor bune poate duce la obezitate, depresie, alergii și alte probleme”. Pe de altă parte, bacteriofagele și bacteriocidele sunt, teoretic, capabile să distrugă o colonie de bacterii infecțioase la un pacient, toate fără a afecta flora normală sau a crea sol fertil pentru formarea bacteriilor rezistente.
ImmuCell, o companie biotehnologică din Portland, Maine, a dezvoltat bacteriocină, care tratează vacile pentru mastită, o boală care costă industriei lactate 2 miliarde de dolari anual. Riley a spus că laboratorul ei și alții ca ea pot face ca bacteriofagele și bacteriocinele să vizeze orice contaminare microbiană umană, fără riscul unei rezistențe sporite. „Acesta este un mecanism de distrugere stabil și durabil, care a apărut acum 2 miliarde de ani”, spune ea.
Mai multe studii clinice de terapie cu bacteriofag au fost deja efectuate cu succes în Polonia, Georgia și Bangladesh. În Occident, se efectuează studii de succes privind utilizarea bacteriofagilor în tratamentul ulcerelor picioarelor. Nu există încă studii pentru tratarea bolilor mai grave, dar utilizarea cu succes a bacteriofagilor în tratamentul unui pacient cu mai multe medicamente rezistente în California în 2017, în conformitate cu reglementările de urgență FDA, a dus la oamenii de știință din Statele Unite încearcă să dezvolte terapii cu bacteriocite. Unii dintre ei în următorii câțiva ani pot avansa mai departe în astfel de studii,inclusiv în tratamentul tuberculozei multi-rezistente la medicamente și a altor infecții pulmonare la pacienții cu fibroză chistică, notează Riley. Cercetările privind utilizarea bacteriofagilor sunt încă în urmă. Guvernul Statelor Unite a promis 2 miliarde de dolari pentru a dezvolta astfel de metode alternative, dar, potrivit lui Riley, „aceste fonduri sunt departe de a fi suficiente”.
Experții în cancer studiază în mod activ medicamente care pot consolida sistemul imunitar, iar acest tip de imunoterapie poate ajuta organismul unui pacient slăbit să lupte împotriva bacteriilor rezistente din corpul său. Cercetătorii au reușit să producă anticorpi umani la vaci și alte mamifere care pot fi injectate în corpul pacientului. Spitalul Brigham și Spitalul pentru femei, afiliat cu Universitatea Harvard, Boston și Spitalul pentru femei, ca urmare a lucrărilor de urgență, au raportat introducerea unei combinații de anticorpi și antibiotice pentru a salva un pacient cu o infecție rezistentă, dar rezultatele tratamentului nu au fost încă lansate. În caz contrar, putem spune că se lucrează puțin folosind astfel de abordări în tratamentul pacienților infectați. Cercetătorii încearcă, de asemenea, să dezvolte vaccinuri împotriva infecțiilor stafilococice rezistente și a altor bacterii rezistente, dar până în prezent aceasta este doar despre cercetări. "Acest tip de tratament fără antibiotice este încă în primele etape ale cercetării", a declarat David Banach, șeful controlului bolilor infecțioase la centrul medical UConn Health din Farmington, Connecticut. Dar trebuie să continuăm să căutăm noi abordări. "Șeful controlului bolilor infecțioase la centrul medical UConn Health din Farmington, Connecticut „Dar trebuie să continuăm să căutăm noi abordări”. Șeful controlului bolilor infecțioase la centrul medical UConn Health din Farmington, Connecticut "Dar trebuie să continuăm să căutăm noi abordări."
Având în vedere urgența incredibilă a acestei probleme, se pune întrebarea: de ce soluții promițătoare au fost testate atât de mult timp și rămân indisponibile atât de mult timp? Deoarece se investesc bani puțini în aceste dezvoltări, spune Bushehr, de la Centrul Medical Taft. Statul cheltuiește miliarde în cercetare, dar nu există nicio investiție privată pentru a transforma rezultatele cercetării în medicamente și dispozitive fabricate. Potrivit Busher, companiile farmaceutice au șanse mici să obțină profit din producerea de medicamente care este puțin probabil să fie utilizate de milioane de oameni. La fel de puțin probabil este ca prețul să crească la zeci de mii de dolari pe doză. „Acest model economic nu funcționează”, spune ea.
Managementul bacteriilor
Deși antibioticele sunt de fapt medicamente miraculoase, problemele noastre actuale se datorează în parte faptului că medicamentul a pus prea mult accent pe ele. Medicii le prescriu pentru infecții ale urechii, dureri în gât și infecții ale tractului urinar. Chirurgii le folosesc pentru a preveni infecțiile postoperatorii. Bacteriile pot dezvolta rezistență, iar antibioticele au sens ca parte a unei abordări holistice pentru a controla proliferarea bacteriană și pentru a trata infecțiile. Antibioticele își pierd lent eficacitatea, motiv pentru care experții medicali subliniază necesitatea unor strategii cuprinzătoare pentru a ține bacteriile sub control.
Identificarea și răspunsul mai rapid la focarele emergente ale bolii, precum și precauții speciale în utilizarea țintită a antibioticelor, ajută la încetinirea sau prevenirea acestui proces. Noile teste în dezvoltare vor permite profesioniștilor din domeniul sănătății să identifice rapid și ieftin genele oricăror bacterii găsite la sau în apropierea unui pacient. „Nu suntem capabili să efectuăm cercetări moleculare la fiecare pacient care vine la noi. Ar fi să încerce să găsească un ac într-un stânac, spune Shenoy. „Dar dacă putem face cercetările asupra pacienților cu risc ridicat, putem lua măsuri.” O astfel de opțiune ar fi, fără îndoială, o îmbunătățire a tehnicii standard de identificare a focarelor de boli bacteriene dezvoltată acum 150 de ani.
În plus, specialiștii în boli infecțioase se concentrează pe conținerea bacteriilor rezistente atunci când apar în spitale, mai degrabă decât să le permită răspândirea pacienților. Aproximativ 5% dintre pacienții din spitalele din Statele Unite sunt infectați cu o infecție nosocomială - adică direct în spitalul însuși. Nu este greu să vezi de ce se întâmplă acest lucru. Spitalele sunt o mare adunare a bolnavilor cu sistem imunitar slăbit și diverse răni și leziuni care sunt tratate cu degetele și instrumentele medicale, iar apoi acele degete și instrumente sunt folosite pentru a servi alți pacienți.
O populație îmbătrânită și noile proceduri fac pacienții din spital și mai vulnerabili. Zenilman de la Centrul Medical al Universității Johns Hopkins a efectuat un studiu informal și a constatat că peste jumătate din toți pacienții au avut un tip de implant, care este o sursă comună de infecție. „Pacienții din spitale astăzi sunt mai bolnavi ca un grup decât până acum”, remarcă el. "Cercetarile arata ca, in medie, spitalele nu reusesc sa ia masuri in aproximativ jumatate din cazuri", spune Hoffman, de la Asociatia pentru Controlul Infectiei si Profesionistilor Epidemiologiei. „Aceasta este cea mai mare problemă a noastră.”
Spitalele încep să-și schimbe practica. Mulți folosesc acum roboți sub formă de coșuri de gunoi pentru a dezinfecta pereții cu lumină ultravioletă (secțiile ar trebui să fie goale în acest moment, deoarece acest tip de lumină dăunează oamenilor). La Riverside Medical Center, la sud de Chicago, doi roboți făcuți de Xenex dezinfectează mai mult de 30 de secții pe zi.
Ar fi mai ușor să menținem spitalele curate dacă bacteriile nu ar fi capabile să adere la suprafețe, cum ar fi tabletele și îmbrăcămintea. Melissa Reynolds, inginer biomedical la Universitatea de Stat din Colorado, dezvoltă materiale rezistente la bacterii. Îmbrăcămintea lucrătorilor din domeniul sănătății și alte materiale și suprafețe utilizate în spitale nu ar trebui să fie dezinfectate la fel de des dacă bacteriile nu s-au acumulat. Combaterea bacteriilor este o direcție aleatorie în activitatea lui Reynolds. A studiat cum să evite coagularea în ochiurile folosite de chirurgi pentru a menține deschise arterele unui pacient. Se pare că se folosește o acoperire specială în rețele, formată din nanocristale de cupruîmpiedică celulele sanguine să se lipească de suprafață. De asemenea, ea a atras atenția asupra faptului că bacteriile nu sunt capabile să adere la acoperirea nanocristalină. Iar la un moment dat, unul dintre studenții din laboratorul ei a exclamat „Eureka! De ce să nu scufundați o cârpă de bumbac într-o soluție nanocristalină, astfel încât bacteriile să nu poată rămâne pe pânză? " „După aceea, am descoperit câteva materiale noi cu proprietăți antibiotice”, a spus Reynolds. „Ne-a adus într-o nouă direcție în activitatea noastră”.astfel încât bacteriile să nu poată rămâne pe țesut? " „După aceea, am descoperit câteva materiale noi cu proprietăți antibiotice”, a spus Reynolds. „Ne-a adus într-o nouă direcție în activitatea noastră”.astfel încât bacteriile să nu poată rămâne pe țesut? " „După aceea, am descoperit câteva materiale noi cu proprietăți antibiotice”, a spus Reynolds. „Ne-a adus într-o nouă direcție în activitatea noastră”.
Ideea unui țesut relativ rezistent la bacterii a trecut deja o serie de teste. „Timp după timp, am expus țesutul tratat la tot felul de bacterii și, după aceea, nu am găsit nicio bacterie pe el”, spune ea. „Încă încercăm să ne dăm seama de acest mecanism, dar știm că această metodă este eficientă cu o mare varietate de tipuri de bacterii”. Deja lucrează cu o companie majoră de dispozitive medicale pentru a demonstra că nanocristalele pot fi încorporate într-un proces de fabricație cu costuri suplimentare. În prezent explorează modalități de utilizare a acestor cristale în alte materiale de spital, inclusiv oțel inoxidabil, vopsele și materiale plastice. Materialele tratate în acest fel vor fi protejate de bacterii pentru mai mult timp,decât suprafețele tradiționale de spital tratate cu dezinfectanți convenționali, notează ea.
Laserele sunt un alt instrument potențial de luptă împotriva bacteriilor. Mohamed Seleem de la Universitatea Purdue și colegii săi încearcă să găsească o modalitate de a identifica rapid bacteriile infecțioase din probele de sânge, expunându-le la raze laser de diferite culori. În acest proces, ei au descoperit că anumite bacterii rezistente la medicamente au fost capabile să își schimbe culoarea de la aur la alb în doar câteva secunde după ce au fost expuse pe scurt la un fascicul laser albastru. Unele dintre aceste bacterii fotoblocate au murit, în timp ce altele erau atât de slabe încât și-au pierdut capacitatea de a rezista la efectele antibioticelor convenționale. S-a dovedit că lumina albastră atacă pigmenții din membrana exterioară a bacteriilor. „Funcționează doar pe un anumit pigment”, spune Selim."Prin urmare, nu sunt afectate alte celule."
Selim și colegii săi încearcă să găsească modalități de a regla culoarea laserului pentru a viza anumite bacterii rezistente. Dacă munca sa are succes, lucrătorii din domeniul sănătății pot folosi lasere nu mai mari decât o lanternă convențională pentru a distruge în siguranță bacteriile dăunătoare de pe pielea unui pacient și dezinfecta cabinetele medicilor. Grinda poate fi, de asemenea, utilizată pentru a trata pielea și îmbrăcămintea personalului medical în sine pentru a preveni răspândirea infecției. În prezent, colegii săi se pregătesc să efectueze studii clinice.
Selim consideră, de asemenea, că această lumină poate fi folosită pentru infecțiile sanguine grave și periculoase rezistente. În acest caz, pacientul poate fi conectat la o mașină inimă-plămân și sângele poate fi tratat cu un astfel de fascicul pe măsură ce trece prin mașină. „Practic, iei sângele pacientului, îl sterilizezi și îl returnezi”, spune el.
Incetini dezvoltarea dezvoltarii superbe
Deși industria farmaceutică a abandonat în mare măsură producția de antibiotice, cercetătorii speră în continuare să găsească noi tipuri de antibiotice. Revoluția antibioticelor a început în 1928, când Alexander Fleming s-a întors din vacanță în laboratorul său din Londra și a descoperit o matriță cu aspect ciudat, care s-a format într-un șanț pe care l-a lăsat lângă fereastră. De atunci, cercetătorii au încercat să cerceteze fiecare colț al naturii, în speranța de a găsi noi bacterii ucigătoare. Noile substanțe care pot fi mortale pentru bacteriile rezistente - dar inofensive pentru oameni - sunt rapoarte recente care sugerează insecte, alge, nămol de pește juvenil, nămol bogat în arsen în Irlanda și chiar sol marțian. Un grup de cercetători de la Universitatea Leiden din Olanda încearcă să creeze o bacterie artificială în speranța căcă pe baza sa va fi posibilă obținerea unui nou antibiotic.
În plus, medicii încearcă să profite la maxim de antibiotice existente prin încetinirea apariției de noi specii rezistente. Aceasta necesită reducerea consumului excesiv de antibiotice, ceea ce oferă superbugurilor un stimulent pentru dezvoltarea evolutivă. O astfel de acțiune trebuie să devină internațională, deoarece bacteriile rezistente călătoresc adesea dintr-o parte a lumii în alta.
Țările în curs de dezvoltare sunt în special predispuse la amenințări bacteriene emergente, care apoi călătoresc în Statele Unite, a declarat Banakul lui Yukon. Cercetările au descoperit că majoritatea antibioticelor din lume sunt deja distribuite de farmaciile locale fără rețetă, ceea ce duce la o creștere de 65% a consumului de antibiotice între 2000 și 2015. Bacteriile rezistente rezultate migrează cu ușurință în întreaga lume în stomacul a milioane de călători. „Impactul consumului excesiv de antibiotice în aceste țări, precum și condițiile de viață de acolo și mediul înconjurător sunt favorabile răspândirii la nivel mondial a organismelor rezistente”, subliniază el.
David H. Freedman
