Νέο συνθετικό αντιβιοτικό εξουδετερώνει τα υπερανθεκτικά βακτήρια των νοσοκομείων

Η μικροβιακή αντοχή εξελίσσεται σε μία από τις μεγαλύτερες απειλές για τη δημόσια υγεία παγκοσμίως. Καθώς όλο και περισσότερα βακτήρια αποκτούν την ικανότητα να επιβιώνουν απέναντι στα διαθέσιμα αντιβιοτικά, οι επιστήμονες αναζητούν επειγόντως νέες θεραπευτικές λύσεις. Μια νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Science Advances παρουσιάζει μια πολλά υποσχόμενη κατηγορία συνθετικών αντιβιοτικών, γνωστή ως TriPcides, η οποία φαίνεται να μπορεί να αντιμετωπίσει ακόμη και εξαιρετικά ανθεκτικά στελέχη βακτηρίων.

Στο επίκεντρο της έρευνας βρίσκεται ο χρυσίζων σταφυλόκοκκος Staphylococcus aureus και ιδιαίτερα η ανθεκτική στη μεθικιλλίνη μορφή του, γνωστή ως MRSA. Το συγκεκριμένο βακτήριο αποτελεί μία από τις σημαντικότερες αιτίες λοιμώξεων του δέρματος και των μαλακών ιστών, ενώ σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να προκαλέσει σοβαρές ή και απειλητικές για τη ζωή επιπλοκές. Η αντιμετώπισή του γίνεται ολοένα δυσκολότερη, καθώς πολλά στελέχη έχουν αποκτήσει αντοχή ακόμη και σε ισχυρά αντιβιοτικά που χρησιμοποιούνται ως ύστατη λύση.

Γιατί η μικροβιακή αντοχή ανησυχεί τους επιστήμονες 

Οι ερευνητές επισημαίνουν ότι η μικροβιακή αντοχή συνδέθηκε με σχεδόν πέντε εκατομμύρια θανάτους παγκοσμίως το 2019, ενώ οι προβλέψεις δείχνουν ότι ο αριθμός αυτός μπορεί να αυξηθεί δραματικά τις επόμενες δεκαετίες, αν δεν αναπτυχθούν νέες θεραπείες. Το πρόβλημα γίνεται ακόμη πιο πιεστικό, επειδή οι περισσότερες κατηγορίες αντιβιοτικών που χρησιμοποιούνται σήμερα βασίζονται σε φυσικές ουσίες, απέναντι στις οποίες τα βακτήρια είχαν εκατομμύρια χρόνια για να εξελίξουν μηχανισμούς άμυνας.

Πώς τα νέα TriPcides επιτίθενται στα βακτήρια 

Με στόχο να ξεπεράσουν αυτό το εμπόδιο, οι ερευνητές σχεδίασαν μια νέα οικογένεια πλήρως συνθετικών ενώσεων, τα TriPcides, έτσι ώστε να είναι πιο δύσκολο για τα βακτήρια να αναπτύξουν αντοχή απέναντί τους. Για να τα αξιολογήσουν οι επιστήμονες τα δοκίμασαν σε μεγάλο αριθμό βακτηριακών στελεχών. Τα αποτελέσματα ήταν ιδιαίτερα ενθαρρυντικά. Οι ενώσεις αποδείχθηκαν δραστικές απέναντι σε περισσότερα από 120 κλινικά στελέχη σταφυλόκοκκου, συμπεριλαμβανομένων πολλών μορφών MRSA, καθώς και σε περισσότερα από 100 στελέχη εντερόκοκκων, αρκετά από τα οποία ήταν επίσης ανθεκτικά σε υπάρχουσες θεραπείες.

Ακόμη πιο εντυπωσιακό ήταν το γεγονός ότι οι ερευνητές δεν κατάφεραν να προκαλέσουν ανάπτυξη αντοχής στα βακτήρια, ακόμη και μετά από επαναλαμβανόμενη και παρατεταμένη έκθεσή τους στα νέα αντιβιοτικά. Παράλληλα, δεν εντοπίστηκαν προϋπάρχοντα ανθεκτικά στελέχη ανάμεσα στα εκατοντάδες κλινικά δείγματα που εξετάστηκαν.

Η μελέτη έδειξε επίσης ότι τα TriPcides διαθέτουν ένα χαρακτηριστικό που σπάνια συναντάται στα σημερινά αντιβιοτικά. Πέρα από τα βακτήρια που πολλαπλασιάζονται ενεργά, μπορούν να εξοντώσουν και αδρανή βακτηριακά κύτταρα. Πρόκειται για τα λεγόμενα «persister cells», έναν μικρό αλλά ιδιαίτερα προβληματικό πληθυσμό βακτηρίων που επιβιώνει από τη θεραπεία και συχνά ευθύνεται για υποτροπές λοιμώξεων.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα TriPcides καταστρέφουν το προστατευτικό περίβλημα των μικροβίων, οδηγώντας τα στον θάνατο. Ταυτόχρονα, προκαλούν αύξηση των επιπέδων οξειδωτικού στρες μέσα στα βακτηριακά κύτταρα, επιβαρύνοντας ακόμη περισσότερο τη λειτουργία τους.

Τα εντυπωσιακά αποτελέσματα σε ανθεκτικά στελέχη και πειραματόζωα 

Για να κατανοήσουν καλύτερα τον τρόπο δράσης των νέων ενώσεων, οι επιστήμονες πραγματοποίησαν μια σειρά από γενετικές και βιοχημικές αναλύσεις. Τα ευρήματα έδειξαν ότι τα TriPcides επηρεάζουν κρίσιμες διεργασίες που σχετίζονται με την παραγωγή ενέργειας των βακτηρίων και με τους μηχανισμούς προστασίας τους απέναντι στις οξειδωτικές βλάβες. Ο συνδυασμός αυτών των επιδράσεων φαίνεται να καθιστά ιδιαίτερα δύσκολη την επιβίωση των μικροβίων.

Ένα ακόμη ενδιαφέρον εύρημα ήταν ότι τα TriPcides δεν περιορίζονται μόνο στην εξόντωση των βακτηρίων. Ακόμη και σε χαμηλές δόσεις, μείωσαν σημαντικά την παραγωγή ουσιών που χρησιμοποιεί ο σταφυλόκοκκος για να προκαλεί βλάβες στους ιστούς και να εξαπλώνεται στον οργανισμό. Οι τοξίνες αυτές θεωρούνται βασικοί παράγοντες που επιδεινώνουν τις λοιμώξεις και αυξάνουν τη σοβαρότητά τους.

Σε εργαστηριακά πειράματα, κύτταρα που εκτέθηκαν σε εκκρίσεις βακτηρίων τα οποία είχαν προηγουμένως έρθει σε επαφή με TriPcides παρουσίασαν πολύ υψηλότερα ποσοστά επιβίωσης σε σχέση με κύτταρα που εκτέθηκαν σε ανεπεξέργαστα βακτήρια. Το εύρημα υποδηλώνει ότι τα νέα αντιβιοτικά ενδέχεται να περιορίζουν όχι μόνο τον αριθμό των βακτηρίων αλλά και τη βλαπτική τους δράση.

Η ομάδα προχώρησε και σε δοκιμές σε ποντίκια με λοιμώξεις δέρματος από σταφυλόκοκκο. Τα ζώα που έλαβαν θεραπεία με TriPcides (σε σύγκριση με άλλα που δεν έλαβαν) εμφάνισαν σημαντικά μικρότερα έλκη και ταχύτερη επούλωση. Παρότι το βακτηριακό φορτίο δεν μειώθηκε σημαντικά, οι ερευνητές εκτιμούν ότι η βελτίωση οφείλεται στη μείωση των τοξινών και των παραγόντων λοιμογόνου δράσης που παράγει το βακτήριο. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσίασε και ο συνδυασμός των TriPcides με την αζιθρομυκίνη. Στην περίπτωση αυτή παρατηρήθηκε ακόμη μεγαλύτερη μείωση του μεγέθους των ελκών, γεγονός που υποδηλώνει ότι οι νέες ενώσεις θα μπορούσαν στο μέλλον να λειτουργήσουν συμπληρωματικά με υπάρχοντα αντιβιοτικά.

Τα ευρήματα προσφέρουν μια σημαντική ένδειξη ότι είναι εφικτή η ανάπτυξη νέων συνθετικών αντιβιοτικών απέναντι στα πιο ανθεκτικά βακτήρια. Σε μια εποχή όπου η μικροβιακή αντοχή απειλεί να υπονομεύσει δεκαετίες ιατρικής προόδου, η εμφάνιση νέων θεραπευτικών εργαλείων όπως τα TriPcides δίνει στους επιστήμονες έναν επιπλέον λόγο αισιοδοξίας.