Битва титанов: ученые ищут новые способы борьбы с микробами

Мировая медицина бьет тревогу. Бактериальные инфекции, с которыми долгое время справлялись антибиотики, выходят из-под контроля и вновь становятся опасными. Есть ли у нас шанс остановить угрозу?






Николай Брико, завкафедрой эпидемиологии и доказательной медицины Первого МГМУ им. И. М. Сеченова, главный эпидемиолог Минздрава РФ











Валерий Ильинский, генеральный директор медико-генетического центра Genotek






В свое время наблюдательность Александра Флеминга дала начало новой эре в медицине — эре антибиотика. Случайно обнаружив, что обычная плесень, которая произрастает на лежалом хлебе, вырабатывает вещество, убивающее бактерии, британский бактериолог избавил человечество от страха перед смертельными инфекциями и значительно продлил жизнь на Земле. Сегодня в мире существует несколько тысяч натуральных и даже синтетических антибиотиков, объединенных в 16 классов. Но из всего множества созданных препаратов используется не более 5%. Это напрямую связано с тем, что бактерии со временем выработали устойчивость, и антибиотики оказались бессильными перед хитроумными микроорганизмами.

Без передачи по наследству

Вам будет интересно:Жизнь продолжается! Паллиативная помощь будет оказана всем нуждающимся

Вам будет интересно:Сезон пыльцы: эффективные способы защиты от поллиноза

Испытание антибиотиками для бактерий оказалось не самым тяжелым. За 3,5 млрд лет существования на нашей планете они и не такое переживали. О сверхспособностях этих микроорганизмов говорил еще два века назад французский биолог Жан Батист Ламарк. Согласно его теории бактерии способны меняться в ответ на изменения окружающей среды. Последующие исследования ученых подтвердили, что бактерии не только сами приспосабливаются к новым условиям, но и передают опыт потомству с помощью ДНК. Причем передача информации и проявление новых признаков, включая резистентность к антибиотикам, происходит достаточно быстро.

Многие бактерии способны давать потомство в течение получаса. За сутки всего лишь одна клетка образовывает 72 новых поколения, каждое из которых получает определенную информацию об устойчивости к препаратам (если, конечно, прародитель сталкивался с тем или иным антимикробным средством). Кстати, на эту тему было много домыслов, говорили даже, будто антибиотикорезистентность может передаваться по наследству и у людей. На самом деле это не так. «Антибиотикорезистентность — это свойство бактерий быть устойчивыми к тем или иным антибиотикам, и связано оно с определенными генетическими изменениями в геноме бактерий, — говорит Валерий Ильинский. — Но антибиотикорезистентность не является свойством человека и не может быть передана по наследству или приобретена».

Эра НЕмилосердия

Вам будет интересно:Теперь от ВПЧ будут прививать

Устойчивость возбудителей бактериальных инфекций к антибиотикам ученые давно выявили и о серьезных последствиях тоже предупреждали. Всемирная организация здравоохранения еще пять лет назад заявила о том, что мы можем вступить в постантибиотическую эпоху, когда антибиотикорезистентность перейдет все дозволенные границы. Однако многие считали, что разговоры по поводу резистентных бактерий сильно преувеличены. Первым и страшным подтверждением прогнозов медиков стала смерть в госпитале Рино (штат Невада, США) в 2017 году. Женщина скончалась из-за полной резистентности бактерии klebsiella pneumoniae к 26 видам известных антибиотиков. Вы только вдумайтесь — 26 антибиотиков оказались полностью бесполезны в борьбе с возбудителем одной инфекции. «Сегодня антибиотикорезистентность — одна из глобальных и острейших проблем современности, — подтверждает Николай Брико. — Микроорганизмы эволюционируют, приспосабливаются к нашим воздействиям, формируют механизмы устойчивости к антибактериальным препаратам. Это касается не только антибиотиков, но и всех антибактериальных и антивирусных препаратов, дезинфектантов и антисептиков. Новых антибактериальных препаратов разрабатывается очень мало. Это дорогой и длительный процесс, а чувствительность к ним микроорганизмов теряется порой довольно быстро. Уже сейчас от неэффективности антибиотиков при лечении бактериальных инфекций погибают порядка 700 000 человек. Если в ближайшее время не предпринять решительных и эффективных мер, то к 2050 году прогноз специалистов печален: по причине антибиотикорезистентности погибнут порядка 10 млн человек. Это больше, чем сегодня умирает людей от сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний вместе взятых».

Все на мушке

Вам будет интересно:До лета осталось 28 дней: как быстро привести себя в форму

Нешуточная угроза заставляет активно искать новые средства борьбы с бактериями. Сегодня они нужны, как никогда. Устойчивость к антибиотикам, как вы уже поняли, — это не медицинский миф или очередная страшилка. Она может затронуть каждого из нас. Если в ближайшее время не появятся новые эффективные препараты, способные убивать бактерий, как это в свое время делали антибиотики, лечение инфекционных заболеваний значительно затруднится. Может увеличиться время пребывания в стационаре, возрастет риск осложнений и летальных исходов, да и стоимость лечения будет влетать в копеечку.

В настоящее время над проблемой активно работают ученые всего мира. Нередко они находят оригинальные способы борьбы с бактериями. Так, несколько лет назад исследователи из ОАЭ сообщили о том, что им удалось создать новые антибиотики на основе веществ, которые содержатся в... шкуре лягушек. Ученые смогли модифицировать действующие вещества таким образом, что они не потеряли своих целебных свойств, но лишились негативных побочных эффектов и стали менее токсичными для человеческого организма. Изучив состав кожи 6000 видов лягушек, было получено 100 новых «лягушачьих» антибиотиков. Еще одно средство разработали ученые Северо-Восточного университета в Бостоне (США). Они нашли ряд соединений, к одному из которых в лабораторных условиях ни одна из исследуемых бактерий не способна была выработать устойчивость. Однако все эти и другие открытия слишком далеки от практического применения. На прохождение всех этапов исследований и внедрение в массовое производство принципиально нового вида антибиотиков уходит в среднем десять лет. Именно поэтому фармкомпании не намерены тратить время на поиски антибактериальной панацеи. Слишком затратно.

Замена антибиотикам

Если говорить о России, то в 2017 году у нас была утверждена «стратегия предупреждения распространения антимикробной резистентности до 2030 года». «Определенных успехов в этом плане уже достигли, и разработки новых форм продолжаются, — говорит Николай Брико. — Среди разных форм создания антимикробных препаратов важное значение уделяется применению в медицине антибактериальных фагов — бактериофагов, которые могут составить реальную альтернативу антибиотикам».

Научное сообщество приступило к изучению бактериофагов еще задолго до появления антибиотиков. Бактериофаги представляют собой внеклеточную форму жизни. Иными словами, это вирусы, размеры которых составляют в среднем 20–200 нм. Как и бактерии, эти вирусы — еще одна наиболее распространенную форму жизни на нашей планете. Они присутствуют буквально везде: в океане, почве, глубоководных источниках, питьевой воде, пище и т. д. Причем бактериофаги способны размножаться исключительно в клетке-хозяине. Все бактериофаги имеют особенность — каждому типу бактерий свойственны собственные вирусы-фаги. При этом они в отличие от антибиотиков, как снайперы, избирательно поражают исключительно бактериальные клетки, а не всю микрофлору организма. Сначала бактериофаг распознает бактериальную клетку, прикрепляется к ее оболочке и впрыскивает в нее инъекцию своей нуклеиновой кислоты. Затем переключает все информационные процессы бактериальной клетки на изготовление новых бактериофагов. В итоге бактерия теряет способность синтезировать собственные белки и начинает синтезировать белки фага. Постепенно бактериальная клетка распадается, бактериофаги выходят наружу, заражая новые партии бактерий. Иными словами, бактериофаги со своей собственной генетической программой способны проникать практически в любую вредоносную бактериальную клетку, в ней же размножаться и разрушать ее, не причиняя вреда остальной микрофлоре нашего организма (в отличие от антибиотиков). И делают это до тех пор, пока не будет уничтожена последняя бактерия.

Отечественные разработки

Российская медицина имеет большую практику применения бактериофагов. Еще в 20-х годах прошлого столетия в СССР был создан первый и единственный в мире научно-исследовательский центр бактериофагологии. В 30-х годах бактериофаги советского производства впервые были использованы в экстренных ситуациях. В нескольких пограничных с СССР районах Афганистана для профилактики эпидемии холеры бактериофаги давали местному населению, добавляли в колодцы и водоемы. В результате на советской территории не было зарегистрировано ни одного случая заболевания. Во времена Великой Отечественной войны также применялась фаговая терапия. Особое внимание уделялось разработке и производству бактериофагов, подавляющих кишечные инфекции — холеру, брюшной тиф, дизентерию и сальмонеллез. Всего за годы войны для фронта было изготовлено более 200 000 л бактериофагов. Однако с распространением антибиотиков бактериофаги утратили свою популярность. Сегодня разработкой и производством альтернативных лекарственных средств на основе бактериофагов в России занимается одно-единственное предприятие — НПО «Микроген» холдинга «Нацимбио» (входит в Госкорпорацию «Ростех»).

Люди и бактерии

Современные биотехнологии позволяют использовать бактериофаговую терапию для профилактики и лечения дизентерии, брюшного тифа, сальмонеллеза, гнойно-септических и ряда других заболеваний. В 2018 году «Микроген» успешно завершил доклинические и первую фазу клинических исследований первого в мире комплексного бактериофага в капсулах для борьбы с бактериями рода стафилококков, стрептококков, протеи, клебсиеллы, а также синегнойной и кишечной палочки. Кроме того, предприятие планирует выпуск двух новых перспективных лекарственных препаратов-бактериофагов для борьбы с синегнойной палочкой и бактериями рода ацинетобактер, а также первого в мировой практике комплексного бактериофага для лечения гнойно-воспалительных ЛОР-заболеваний, хирургических инфекций, инфекционных заболеваний детей первого года жизни, дисбактериоза кишечника и других болезней, вызванных бактериями рода Enterobacter. Успехи зарубежных и российских ученых по поиску новых антимикробных средств, безусловно, вселяют уверенность в том, что глобальная задача антимикробной резистентности в скором времени может быть решена. А пока каждый из нас остается участником развернувшейся невидимой битвы между человечеством и «супербактериями».

Читайте также: Чем опасен клещ, и как от него защититься?


Источник