Když antibiotika selžou Vědci našli způsob, jak vyléčit miliony lidí. Jak viry pomáhají

Globální problém lidstva

Během minulého století byl jedním z nejvýznamnějších pokroků v medicíně objev antimikrobiálních látek. Díky vynálezu a zavedení penicilinu do klinické praxe se lidstvu podařilo výrazně prodloužit délku života. Často iracionální a široce rozšířené používání antibiotické terapie „pro každý případ“ však vede k tomu, že se infekce stávají odolnými vůči léčbě.

Podle zprávy Světové zdravotnické organizace (WHO) z roku 2019 zemře každý rok nejméně 700 000 lidí kvůli rezistenci na antibiotika. Infekce způsobené rezistentními kmeny mikroorganismů jsou obtížně léčitelné, závažnější, vyžadují spíše hospitalizaci a použití kombinované terapie s použitím alternativních léků. V důsledku toho se zotavení pacienta stává obtížnější, dražší a vytváří podmínky pro šíření epidemie.

Jednou z příčin krize rezistence na antibiotika byla snadná dostupnost antibakteriálních léků, stejně jako rozšířená samoléčba a nerozumné předepisování antibiotik lékaři. Pandemie COVID-19 stávající problém dále prohloubila.

Nedostatek základního povědomí o vlivu antibiotik na viry a strach z nové neznámé infekce zvýšily volně prodejný přístup k antibiotikům, zejména v zemích s nízkými a středními příjmy, kde je přístup veřejnosti ke zdravotnickým zařízením obtížný. a prodej antibakteriálních léků je špatně kontrolován, píše Centrální výzkumný ústav epidemiologie Rospotrebnadzor.

10 antistresových tipů od Skandinávců:

Z pacientů přijatých do nemocnice pouze 15 procent pacientů, u kterých byla diagnostikována relevantní bakteriální infekce, potřebovalo antibiotickou léčbu, ale antibiotika byla předepsána 75 procentům případů.

Čínští vědci z Huazhong University of Science and Technology také studovali vliv antibiotik na infekci koronavirem. Analyzovali data od 1500 pacientů s COVID-19, kteří byli přijati ve středně těžkém stavu. 996 pacientům byla během prvních dvou dnů po hospitalizaci podána antibiotika a druhé skupině buď nebyla antimikrobiální látky podána vůbec, nebo jim byla předepsána o dva dny později.

Ukázalo se, že koronavirus přešel do vážného stadia u 36 procent subjektů z první skupiny a 22 procent z druhé skupiny. V důsledku toho vědci dospěli k závěru, že užívání antibiotik na COVID-19 je spojeno s vyšší pravděpodobností rozvoje závažného průběhu onemocnění.

Velmi brzy mohou některé typy antibakteriálních léků – například třetí generace třídy cefasporinů – ztratit účinnost, protože na začátku pandemie COVID-19 se řada evropských lékařských institucí pokusila virus léčit s antibiotiky.

Ve WHO se problém rezistence na antibiotika zmiňuje pravidelně a nedávno byl zařazen na seznam deseti nejvážnějších hrozeb pro lidstvo. V roce 2016 přijalo Světové zdravotnické shromáždění Globální akční plán pro boj s antimikrobiální rezistencí, který poskytuje soubor opatření pro komplexní řešení tohoto problému.

Co jsou bakteriofágy

Bakterofágy, nebo jednoduše fágy, jsou jedním ze slibných způsobů, jak bojovat proti antibiotické rezistenci. Jsou to malé viry, které jsou na Zemi všudypřítomné a mohou napadat pouze bakterie nebo patogeny.

Jako většina virů se bakteriofágy množí v hostitelských buňkách, jsou schopny se množit v bakteriálních buňkách a způsobit v nich lýzu (rozpouštění). Fágy mají významný vliv na složení, dynamiku a aktivitu mikrobiálních shluků, na evoluci mikrobů a jejich interakci a podílejí se na řízení exprese vlastních mikrobiálních genů.

Oficiálně byly bakteriofágy objeveny v letech 1915-1917, kdy je nezávisle objevili Frederick Twort a Felix d’Herelle. Nástup moderního technického vybavení laboratoří a zdokonalování metod přípravy preparátů pro mikroskopii umožnily důkladněji studovat bakteriofágy. Ukázalo se, že struktura fágů je extrémně různorodá a složitější než struktura rostlinných virů a některých lidských a zvířecích virů.

Bakterofágy mají přísnou specificitu, což znamená, že jsou schopny parazitovat pouze na omezeném okruhu mikroorganismů, například pouze na streptokoky nebo stafylokoky. Možnost využití fágů k léčbě bakteriálních infekcí zajímala vědce již ve 20. století, ale výskyt penicilinu způsobil pozastavení práce v této oblasti.

Vzhledem k rostoucí antibiotické rezistenci a problémům se syntézou nových typů antibiotik se ve vědecké komunitě znovu probudil zájem o fágovou terapii. Výzkum v oblasti bakteriofágů v současnosti probíhá v Rusku, Gruzii, Polsku, Francii, Německu, Finsku, Kanadě, USA, Velké Británii, Mexiku, Izraeli, Indii, Austrálii.

Uloženo fágovou terapií

Gruzie je jednou z předních zemí v oblasti studia a aplikace bakteriofágů. V malé kavkazské zemi začalo studium fágů ve 20. století. Gruzínský vědec Georgy Eliava pracoval ve 20. letech 20. století v Pasteurově institutu v Paříži spolu s jedním z objevitelů bakteriofágů Felixem d’Herelle.

Po návratu do SSSR se Eliavovi podařilo přesvědčit Josifa Stalina, aby otevřel Institut bakteriofágů v Tbilisi, ale on sám byl v roce 1937 vystaven politickým represím, byl zatčen a zastřelen.

Nyní ústav pokračuje v práci započaté Eliavou a dosáhl významných výsledků. Jedním z výmluvných případů bylo vyléčení belgické ženy, která více než dva roky trpěla závažnou bakteriální infekcí. Předepsaná terapie jí nepomohla, ale bakteriofágy Klebsiella pneumoniae, izolované gruzínskými vědci z odpadních vod, pacientku za pár měsíců vyléčily.

V roce 2016 byla při teroristickém útoku zraněna 30letá Belgičanka. Po částečné amputaci pánve a fixaci stehenní kosti vyhodnotili lékaři její stav jako stabilizovaný a předepsali antibiotika. O čtyři dny později upadla do septického šoku, vysoce život ohrožujícího stavu, který se vyskytuje v reakci na těžkou infekci. Ve vzorku odebraném z infikovaných tkání lékaři našli celou řadu patogenní mikroflóry: Enterococcus faecium, Pseudomonas aeruginosa, Enterobacter cloacae a Klebsiella pneumoniae.

10 nejzdravějších džusů (a jeden špatný džus):

Lékaři předepisovali dlouhodobou terapii velkými dávkami antibiotik, ale to nepomohlo. Během dvouleté léčby antibakteriálními léky se u pacienta objevily nežádoucí reakce, začala nekróza (odumírání) transplantované svalové tkáně. Kromě toho měla přetrvávající horečku a zhoršenou funkci ledvin, která byla doprovázena mukormykózou.

Lékaři nabídli pacientovi experimentální léčbu bakteriofágy. Etická komise belgické nemocnice schválila použití experimentální fágové terapie již v roce 2016 a pacient podepsal informovaný souhlas s experimentální léčbou.

Lékaři se však dlouho nemohli shodnout na tom, zda lze takovou terapii použít a jak ji používat. Protože farmakologická data tohoto typu terapie nebyla příliš rozsáhlá, bylo rozhodnuto injektovat fágy přímo do ohniska zánětu pomocí katétru. Pacient však pokračoval v užívání antibiotik.

Lékaři zaznamenali pozitivní účinek po několika dnech, ale kombinovaná léčba byla plně vyhodnocena až o tři měsíce později: hnisavé a nekrotické léze pacientky zmizely, citlivost svalů levého stehna byla obnovena, přibrala a cítil se lépe. Krevní testy potvrdily pozitivní dynamiku a počítačová tomografie ukázala, že stehenní kost se částečně zotavila. Ve vzorcích kostních fragmentů nebyl pozorován žádný růst bakteriálních kultur.

Dalším pacientem, kterému se podařilo uzdravit pomocí bakteriofágů, byl 34letý americký strojní inženýr, jehož bakteriální onemocnění se stalo chronickým a trvalo šest let. V rozhovoru s novináři Agence France Presse řekl, že se po dvou týdnech terapie cítil lépe. Pacient uvedl, že v USA vyzkoušel všechny možné způsoby léčby, načež se rozhodl přijet do Tbilisi Institute.

Mzia Kutateladze, členka Institutu bakteriofágů, se domnívá, že tento typ terapie potřebuje další klinické studie, aby vlády jiných zemí mohly takovou léčebnou metodu schválit. V roce 2019 schválil americký Úřad pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) klinické studie o použití bakteriofágů k léčbě sekundárních infekcí u pacientů s COVID-19.

Nejen medicína

Kromě využití bakteriofágů v oblasti medicíny jsou perspektivní i pro využití v zemědělství – jak v chovu zvířat, tak v rostlinné výrobě. Mají být levnou alternativou antibiotik při ochraně plodin a zvířat před bakteriemi. Tbiliský institut bakteriofágů již provedl řadu studií o bavlně a rýži.

Americká nezisková organizace Phages for Global Health (PGH) vyvíjí řadu programů pro výrobu a dodávky bakteriofágů do Afriky a Asie pro použití v zemědělství. Zakladatelé společnosti věří, že fágová léčba může být cenově konkurenceschopná s antibiotiky a umožnit zemědělcům, aby je používali v boji proti škodlivým bakteriím.

Bakterofágy lze také použít k boji proti biologickým zbraním a bioterorismu. V roce 2018 zveřejnili vědci z Brigham Young University článek zkoumající potenciál fágů bránit se biologickým útokům pomocí antraxu.