| |||
|
Týdeník věnovaný aktualitám a novinkám z fyziky a astronomie. | |||
|
Proti baktériám bez antibiotík (a bez homeopatík)
Vladimír Scholtz
Keď sa v roku 1939 podarilo dvojici anglických vedcov H. W. Floreymu a E. B. Chainovi na základe pozorovaní A. Fleminga z roku 1928 pripraviť penicilín, látku hubiacu baktérie a neškodnú pre človeka, zdalo sa, že k vymäteniu bakteriálnych infekčných chorôb má ľudstvo už iba malý krok. Ako sa však ukázalo, niektoré baktérie sa veľmi rýchlo prispôsobili evolučným selekčným tlakom a vyvinuli si proti penicilínu rezistenciu. Z toho dôvodu je nutné hľadať stále nové druhy antimikrobiálnych látok, na ktoré si baktérie opäť vyvíjajú rôzne formy rezistencie. V minulom roku sa v časopise Nature Biotechnology objavila nová práca [1], ktorá popisuje nový terapeutický koncept bez antibiotík.
Umelecká predstava baktérie. Podľa Caddyman.
|
Bakterie – jedna ze tří domén (nadříší) organizmů (archea, bacteria, eukaryota), jednobuněčné organizmy, které obvykle vytvářejí buněčnou stěnu, až na výjimky nemají obsah buňky rozdělený membránami na oddělené prostory. Typické tvary bakterií jsou kulové a tyčinkovité, mohou mít však i jiné tvary, například spirální. Velikost bakterií se obvykle pohybuje od zlomků mikrometrů po jednotky mikrometrů. Rozmnožují se nepohlavně. Lipozom – umělá struktura připravená z lipidové dvojvrstvy. Různé makromolekuly mohou být uzavřené uvnitř nebo v dvojvrstvě. Často se využívají jako prostředky pro dopravu účinných látek na různá místa. |
Membrána buniek je zložená z dvojvrstvy glyko-, sfingo- a fosfolipidov, do ktorej sú vložené rôzne iné špecifické funkčné makromolekuly ako poríny a iné. Mnoho patogénnych baktérií vylučuje toxické proteiny, ktoré sa na tieto špecifické molekuly viažu a narušujú bunečnú membránu hostiteľských buniek. Tento mechanizmus hrá dôležitú úlohu pri infekciách najmä Gram-pozitívnýmí baktériami rodov Clostridium, Streptococcus, Listeria a Bacillus. A práve útokom na tieto baktériami produkované toxíny je možné znížiť ich patogénne pôsobenie a dať väčšiu šancu imunitnému systému alebo klasickým antibiotikám.
Obr. 1: Štruktúra toxínu alfa-hemolyzín a schematický nákres jeho penetrácie do bunečnej membrány, kde tvorí voľný priechod medzi vnútorným a vonkajším prostredím bunky. Prevzaté z [2].
Nový koncept predstavený v uvedenej práci [1] je založený na vychytávaní práve týchto toxínov lákaním na falošné a pútavejšie ciele ako bunečné membrány. Toto lákadlo predstavujú nanočastice – lipozómy. Sú to umelo pripravené guľovité štruktúry vytvorené z dvojvrstvy lipidov. Často sa používajú ako prostriedky pre dopravenie účinných látok na rôzne miesta v organizme. V tomto prípade nie je dôležitá ich náplň ale zloženie ich vonkajšieho povrchu. Z vonkajšej strany sa tvária ako bunečná membrána hostiteľských buniek, ale zastúpenie špecifických molekúl, na ktoré sa viažu toxíny je bohatšie. Pre toxíny predstavujú príťažlivejší cieľ, tie sa ne naviažu a nemôžu už ďalej škodiť ostatným bunkám.
Obr. 2: Lipozóm tvorený dvojvrstvou
lipidov, z membrány trčia rôzne prídavné
proteiny alebo iné makromolekuly.
Prevzaté z [3].
Ako ukazujú prezentované výsledky, tak vhodným podávaním správnych lipozómov myšiam infikovaným baktériami zreteľne poklesne počet úmrtí. Nasledujúci obrázok ukazuje prežívanie myší infikovaných zlatým stafylokokom (Staphylococcus aureus) bez liečby, s liečbou antibiotikom vankomycínom, lipozómami a ich kombináciou. Ako je vidieť, pri kombinovanej liečbe prežili všetky zvieratá.
Obr. 3: Prežívanie infikovaných myší bez
liečby, pri liečbe vankomycínom,
lipozómami a ich kombináciou. Prevzaté
z [1].
Výsledky vyzerajú veľmi povzbudivo a samotní autori tvrdia, že keďže liečba nie je namierená priamo proti baktériám, nemala by proti nej vznikať rezistencia. Na druhú stranu, z evolučného hľadiska je baktériám jedno, či im škodíte priamo alebo nepriamo, dôležité je, že je na ne vyvíjaný nejaký selekčný tlak. Oni na tento tlak budú reagovať a časom určite objavia vhodné „finty“ ako sa adaptovať a modifikovať svoje toxíny na inú formu, ktorá rozpozná hostiteľské bunky od lipozómov. A sizyfovská práca mikrobiológov môže pokračovať.
Odkazy
- D. Henry, D. R. Neill, et al.: Engineered liposomes sequester bacterial exotoxins and protect from severe invasive infections in mice; Nature Biotechnology 33 (2014) 81–88.
-
S. W. Kowalczyk, T. R. Blosser, C. Dekker: Biomimetic nanopores:
Learning from and about nature; Trends in Biotechnology 29/12
(2011)
607–614. - UVA Physician Resource: The Next Generation of Cancer Treatments.
