Az antibiotikumokkal szembeni új alternatív terápiák fejlesztése az antibiotikum-rezisztencia jelenség növekvő terjedése miatt egyre fontosabbá válik.
Antibiotikum-rezisztencia
Az antibiotikum-rezisztencia olyan jelenség, amelyben a baktériumok érzéketlenek, ezért rezisztensek az antibiotikum-terápiával szemben.
Ezért a gyógyszer nem képes megölni vagy gátolni a fertőzésért felelős baktériumok növekedését.
Az antibiotikum-rezisztencia kétféle lehet:
- A belső ellenállás, azaz a baktériumban már jelenlévő rezisztencia még a gyógyszer bevétele előtt is;
- Megszerzett vagy indukált rezisztencia, azaz az ellenállás, amely a baktériumokban csak az antibiotikum bevétele után alakul ki.
Az első antibiotikumok felfedezése óta ezek a gyógyszerek széles körben használtak, bár nem mindig helyesen.
Tény, hogy az antibiotikumok visszaélése és visszaélése - különösen az utóbbi években - kedvez a baktériumok által szerzett rezisztencia kialakulásának; következésképpen előnyben részesítették az új rezisztens baktériumtörzsek kiválasztását.
Az antibiotikumok használata, még ha nem is szükséges, vagy az orvos által meghatározott dózis és kezelés időtartamának figyelmen kívül hagyása, azok a hibás magatartások, amelyek előnyben részesítették - és sajnos még ma is - az antibiotikum-rezisztencia kialakulását támogatják.
Ezen okok miatt a kutatás olyan új terápiás stratégiákra összpontosít, amelyek az antibiotikum-terápia érvényes alternatívái lehetnek, abban a reményben, hogy olyan új kezeléseket azonosítanak, amelyek ugyanolyan hatékonyak a fertőzések leküzdésében, amelyek nem kedveznek az ellenállás kialakulásának, és amelyek kevésbé indukálnak mellékhatások.
Bakteriofág terápia
A bakteriofágok (vagy fágok) olyan vírusok, amelyek megfertőzhetik a bakteriális sejteket, de nem emberi sejteket.
Pontosabban, a bakteriofágok a baktériumokat támadják meg genetikai anyaguk beinjektálásával, így reprodukálódhatnak. Tény, hogy a vírus nem képes önállóan replikálni, és így más sejteket is ki kell használnia, ebben az esetben a baktériumsejteket.
A bakteriofágok ezért a baktérium belsejében szaporodnak, amíg lízist és következésképpen halált okoznak.
A bakteriofágok felfedezése
1896-ban Ernest Hankin brit bakteriológus észrevette, hogy a Gangesz folyó és az Indiai folyó vízei antibakteriális tulajdonságokkal rendelkeztek, amelyek csökkentették a kolerák és a dizentériás esetek előfordulását a két folyó közelében.
A Hankin azt feltételezte, hogy ezeket az antibakteriális tulajdonságokat ismeretlen anyagnak kell tulajdonítani, ami túlmutathat a folyó vízének szűrésére használt porcelánszűrőkön, de magas hőmérsékleten (termolabilis) romolhat.
A későbbi években más bakteriológusok hasonló jelenségeket figyeltek meg, de egyikük sem segítette elő a témát.
Majdnem húsz évvel Hankin első észrevételeit követően egy Frederick Twort nevű angol bakteriológus hasonló jelenséget figyelt meg a Hankin által leírtakkal, és feltételezte, hogy az "ismeretlen anyag" antibakteriális hatású lehet vírus. Ugyanakkor a pénzeszközök hiánya miatt a Twort nem folytatta kutatásait ezen a területen.
Csak két évvel azután, hogy a francia-kanadai mikrobiológus Felix d'Herelle, az 1900-as évek elején felfedezte - vagy inkább újra felfedezte - a bakteriofágok létezését.
Röviddel a felfedezése után d'Herelle elsőként próbált bakteriofág alapú terápiát bevezetni a dizentéria kezelésére. Ez a kísérlet sikeres volt.
Ezután bakteriofág terápiát is teszteltünk más fertőzések kezelésére, és még ezekben az esetekben is pozitív eredményeket kaptunk.
Az antibiotikumok megjelenésével azonban a nyugati bakteriofágok használata az újonnan felfedezett gyógyszerek használatának kedvez.
Kelet-Európában viszont a bakteriofág terápia tovább fejlődött, és ma is használják.
A bakteriofág terápia újra felfedezése
Az antibiotikumok megjelenésével a Nyugaton elhelyezett bakteriofág terápia ismét nagy érdeklődést kelt, az antibiotikum-rezisztencia jelenségének folyamatos növekedése miatt.
A bakteriofágok a baktériumok természetes ellenségei közé tartoznak, és előnyökkel rendelkeznek az antibiotikumokkal szemben:
- Rendkívül specifikusak, mivel minden bakteriofág szelektív egy adott baktériumfajra, vagy akár specifikus bakteriális törzsekre. Ez a jellemző nagyon fontos, mert így a fertőzésért felelős baktériumok a terápia egyetlen célpontja, és nem láttuk az emberi baktériumflórát képező mikrobák meggyilkolását, amint gyakran a gyakori antibiotikumokkal történik. Mindez a antibiotikumok által okozott mellékhatások csökkenését eredményezi, mint például - hasmenés.
- A baktériumok lízisének köszönhetően a bakteriofágok közvetve stimulálják az immunrendszert. Tény, hogy bakteriális lízis esetén olyan sejtfragmentumokat generálnak, amelyeket az immunrendszerünk sejtjei felismernek; ez a jelenség így lehetővé teszi az emberi szervezetben természetesen jelen lévő védelmi mechanizmusok aktiválását.
- Előfordulhat, hogy a baktériumok rezisztenciát is okoznak a bakteriofágok ellen, de ha ez megtörténik, a fágok rövid időn belül képesek új törzset kialakítani, amely képes ismét baktériumokat támadni.
- Amikor a fertőzésért felelős baktériumok megszűnnek, a bakteriofágok is eltűnnek.
- Ezek olcsóak, mivel a bakteriofágok a természetben könnyen hozzáférhetők.
Annak ellenére, hogy fontos előnyei vannak, azonban a bakteriofágoknak is vannak hátrányai:
- Mivel a bakteriofágok nagyon specifikusak bizonyos típusú baktériumok iránt, az egyes fertőzések kezelésére végzett fág-alapú készítményt minden egyes betegre személyre kell szabni. Ezért pontosan meg kell határozni, hogy mely baktériumok felelősek a fertőzésért. Ez problémákat okozhat, különösen akkor, ha a beteg életveszélyben van, és nincs ideje megfelelő vizsgálatok elvégzésére a fertőzést kiváltó baktériumok azonosítására.
- Ugyanazon fágkészítményben lehetnek a szervezetre káros baktérium toxinok.
- A bakteriális gének vírusok közötti átadása előfordulhat.
- A bakteriális lízis után a szervezetbe túlzott mennyiségű toxin szabadulhat fel, ami az immunrendszer túlzott stimulációjához vezet; ez toxikus sokkot okozhat.
Mindenesetre a hátrányok ellenére a bakteriofág terápia továbbra is érvényes alternatívája az antibiotikum-terápiának.
Valószínűleg a legnagyobb akadály a fágkészítmények fejlődésének módja. Valójában ezek a készítmények viszonylag rövid idő alatt szerezhetők be a természetben található anyagokból (például folyóvízből) kiindulva. Ezek az előkészítési módszerek azonban nem felelnek meg az új gyógyszerek kifejlesztését és használatát szabályozó nyugati szabványoknak.
Az Egyesült Államokban azonban az Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hivatal (FDA) jóváhagyta az emberi fogyasztásra szánt állatok, növények és megfelelő származékok dekontaminálására szolgáló bakteriofág alapú készítmények alkalmazását.
Kvórumérzékelő inhibitorok
A kvórumérzékelő inhibitor terápia jelentős érdeklődést vált ki, mint az antibiotikum-terápia lehetséges alternatívája.
Ez a fajta kezelés nem képes megölni a baktériumokat, de megakadályozza, hogy a szervezet károsodjon.
A kezelés hatásmechanizmusának jobb megértése érdekében röviden bemutatjuk, hogy mi a kvórumérzékelés.
Quorumérzékeiő
A kvórumérzékelés egy olyan kommunikációs forma, amelyet a baktériumok használnak egymással az információcsere érdekében.
A kommunikációhoz a baktériumok olyan kémiai vegyületeket használnak (önindukátorok), amelyek információt szolgáltatnak a baktérium populációról, beleértve a méretét is.
Amikor a baktérium populáció elérte a határozatképességet (amelynek szó szerinti jelentése a tagok minimális száma, elengedhetetlen és szükséges, a vezetői döntések meghozatala érdekében), az autoinduktorok bizonyos géntípusok transzkripciójának előmozdításával vagy gátlásával járnak el, és szabályozzák az aktiválást vagy kevesebb, mint a metabolikus útvonalak.
A kvórumérzékelő mechanizmust szinte minden baktériumban (mind Gram-pozitív, mind Gram-negatív) azonosították, beleértve az emberre patogéneket is.
A kórokozó baktériumok kommunikálnak egymással, hogy szabályozzák a káros anyagok termelését vagy aktiválják azokat a mechanizmusokat, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy a gazdaszervezet immunrendszerének sejtjei ne ismerjék fel őket. Más baktériumok a kvórumérzékelésen keresztül képesek késleltetni a káros anyagok termelését, amíg a baktérium kolónia olyan méreteket nem ér, amelyek biztosítják a fertőzés kialakulását a gazdaszervezet immunrendszerének túlterhelésével.
Kvórumérzékelő inhibitorok
A kvórumérzékelés ezért elengedhetetlen bizonyos patogén baktériumok kommunikációjához és az általuk termelt káros anyagok felszabadításához.
A bakteriális kommunikáció ilyen formájának blokkolása ezért hasznos lehet a bakteriális fertőzések kialakulásának megállítására, amelyek egyébként súlyos patológiákat okozhatnak (például kolerát vagy Pseudomonas aeruginosa- val kapcsolatos fertőzést).
Továbbá úgy tűnik, hogy a kvórumérzékelő gátló terápia alacsonyabb kockázatot jelent a bakteriális rezisztencia kialakulásában, mint az antibiotikum terápia.
Pozitív eredményeket hozott az olyan állatokon végzett vizsgálatok, amelyek kvorumérzékelő inhibitorokat alkalmaztak a Staphylococcus fertőzések kialakulásának megelőzésére.
Ezért ezen a területen folytatódik a kutatás a bakteriális kommunikáció gátlására és az ebből eredő fertőzésekre és patológiákra képes új molekulák azonosítására.
