W epoce „przedantybiotykowej” wiele infekcji bakteryjnych, takich jak zapalenie płuc czy zakażenia pooperacyjne, kończyło się śmiercią pacjentów z powodu braku odpowiedniego leczenia.

Na szczęście nastąpił przełom związany z odkryciem penicyliny. W 1928 roku dr Fleming zauważył zahamowanie wzrostu i zamieranie kolonii gronkowców (bakterii) wokoło strzępek pleśni, która przypadkowo wyrosła na szalce mikrobiologicznej. Wyciągnął z tego wniosek o przeciwbakteryjnych właściwościach substancji wytwarzanej przez strzępki grzyba, który po dokładnej analizie został rozpoznany jako należący do rodzaju Penicillium. Dzięki dalszym pracom Howarda Floreya i Ernsta Chaina udało się wyizolować i oczyścić penicylinę, która w takiej formie mogła zostać zastosowana leczniczo. W 1945 roku wyżej wymieniona trójka uczonych została uhonorowana Nagrodą Nobla. [1] 

Znaczenie antybiotyków

Przez kolejne dziesięciolecia opracowywano i wdrażano do użytku kolejne antybiotyki. Dzięki temu obecnie możemy czuć się relatywnie bezpieczni. Relatywnie – ponieważ antybiotyki nie są nam dane raz na zawsze, a ich skuteczność zależy od tego jak teraz i w przyszłości będziemy się z nimi obchodzić.

Szerokie stosowanie antybiotyków spowodowało, że z biegiem czasu coraz więcej bakterii przestało reagować na ich działanie. Zjawisko to nazywa się opornością (poprawnym terminem jest oporność mikroorganizmów, nie odporność [3]).

Bakterie miały czas i wiele sposobności, aby „nauczyć się”,  jak wymykać się działaniu dotychczas używanych antybiotyków. A ponieważ możliwości odkrywania i wprowadzania do lecznictwa nowych antybiotyków nie są bezgraniczne, to całkiem realnym niebezpieczeństwem jest brak w przyszłości skutecznych leków do leczenia infekcji bakteryjnych. Jest to perspektywa niezbyt zachęcająca, dlatego tak ważne jest upowszechnianie wiedzy na temat właściwego stosowania antybiotyków, aby jak najdłużej zachować ich skuteczność.

W Polsce działania informacyjne i edukacyjne w zakresie upowszechniania wiedzy o antybiotykach i zagrożeniach związanych z antybiotykoopornością prowadzi między innymi Narodowy Instytut Leków (NIL) w Warszawie.

Z przygotowanymi przez NIL opracowaniami można zapoznać się na stronie internetowej

Plakat kampanii edukacyjnej

Czym są antybiotyki i jak działają?

Antybiotykami określa się zbiorczo substancje zdolne do zabicia lub ograniczenia namnażania się bakterii w organizmie pacjenta. Z takiego opisu wyłaniają się dwie cechy wyróżniające antybiotyki: z jednej strony mają być one zabójcze dla komórek bakteryjnych, z drugiej – na tyle bezpieczne dla pacjenta, żeby mogły być stosowane jako lek. Wiele antybiotyków występuje naturalnie w świecie przyrody. Wytwarzane są przez mikroorganizmy, takie jak grzyby oraz bakterie, i wydzielane do otaczającego je środowiska, aby „zwalczać konkurencję” w postaci innych bakterii. Przykładem jest tu penicylina. Dalszy rozwój badań w tym zakresie pozwolił na ich otrzymywane również za pomocą syntezy chemicznej.

Poszczególne antybiotyki różnią się budową cząsteczki oraz sposobem oddziaływania na komórki bakteryjne. Mogą na przykład hamować syntezę ściany komórkowej bakterii, ich białek lub materiału genetycznego. Wspólnym mianownikiem tych mechanizmów jest maksymalne utrudnienie egzystencji już istniejącym komórkom bakteryjnym i nie dopuszczenie do ich dalszego namnażania się.

Czym jest antybiotykooporność?

„Pana X. boli gardło. Kupuje penicylinę i zażywa jej za mało żeby zabić paciorkowce, ale wystarczająco dużo, aby je wytrenować jak mogą opierać się penicylinie. Następnie zaraża się jego żona. Pani X. nabawia się zapalenia płuc i jest leczona penicyliną. Jednak paciorkowce są teraz oporne na penicylinę i leczenie zawodzi. Pani X. umiera. Kto jest przede wszystkim odpowiedzialny za śmierć Pani X.? Kto inny jeśli nie Pan X., którego zaniedbanie w stosowaniu penicyliny zmieniło charakter drobnoustrojów.” [4]

Tymi słowami  podczas wykładu noblowskiego w 1945 roku dr Alexander Fleming w niezwykle obrazowy sposób uświadamiał swoim słuchaczom mechanizmy powstawania antybiotykoodporności wśród bakterii. Dlaczego tak się dzieje? Najstosowniej będzie znów oddać głos nobliście i posłuchać jego wyjaśnienia.

„Wytworzenie drobnoustrojów odpornych na penicylinę w laboratorium nie jest trudne. Wystarczy poddawać je działaniu stężeń niewystarczających do ich zabicia, a to samo zdarza się czasami w organizmie. Może nadejść czas, kiedy penicylina będzie tak szeroko dostępna, że każdy będzie mógł kupić ją w sklepie. Istnieje wtedy niebezpieczeństwo, że ktoś nieświadomie może zażyć niedostateczną dawkę, wystawiając swoje drobnoustroje na działanie niewystarczających do ich zabicia ilości leku, co uczyni je opornymi na ten lek. [4]

Jak się okazało obawy te były w pełni uzasadnione. Przez dziesiątki lat szerokiego stosowania antybiotyków wiele szczepów bakteryjnych zdążyło rozwinąć mechanizmy, dzięki którym stały się niewrażliwe (lub przynajmniej mniej wrażliwe) na ich działanie. Wytworzenie oporności może nastąpić w komórce bakteryjnej na przykład na skutek zupełnie przypadkowej zmiany w jej materiale genetycznym lub poprzez otrzymanie gotowych genów oporności od innych bakterii (bakterie potrafią wymieniać się między sobą małymi, kolistymi cząsteczkami DNA zwanymi plazmidami). Skutkiem takiej zmiany może być na przykład ograniczenie wchłaniania leku, modyfikacja jego celu, tak aby nie był rozpoznawany, inaktywacja leku lub aktywne usuwanie go z komórki.[5] Tak „uzbrojona” bakteria przekazuje te cechy kolejnym pokoleniom.

Antybiotyki same w sobie nie wywołują oporności, ale są czynnikiem selekcjonującym te bakterie, u których pojawiła się oporność. Aby zobrazować ten proces przyjmijmy, że mamy populację bakterii gatunku B, które są wrażliwe na antybiotyk A. Jeśli jednak u jednej komórki bakterii dojdzie do zupełnie spontanicznej zmiany i stanie się ona niewrażliwa na antybiotyk A, to ona przeżyje jego zastosowanie i da początek bardzo licznym komórkom niewrażliwym na jego działanie. A to oznacza, że w przyszłości nie będą one podatne na zwalczanie tym konkretnym antybiotykiem.

Lwia część odpowiedzialności związanej z właściwym dobraniem i stosowaniem antybiotyków spoczywa na pracownikach systemu ochrony zdrowia, a także służb weterynaryjnych. Jednak każdy z nas może pomóc im w tym niełatwym zadaniu. Dzięki podstawowej wiedzy i świadomym decyzjom możemy przyczynić się do ochrony własnego zdrowia i utrzymania skuteczności antybiotyków.

Więcej na ten temat w drugiej części artykułu, na którą już teraz serdecznie zapraszamy.

Źródła:

• [1] en.wikipedia.org/wiki/History_of_penicillin
• [2] Fleming A (1929) – . On the Antibacterial Action of Cultures of a Penicillium, with Special Reference to their Use in the Isolation of B. influenzæ, www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2048009/
• [3] pl.wikipedia.org/wiki/Oporno%C5%9B%C4%87_na_antybiotyki
• [4] Fleming A. (1945) – Nobel Lecture, www.nobelprize.org/prizes/medicine/1945/fleming/lecture/; tłumaczenie autorki artykułu
• [5] Reygaert WC. (2018) An overview of the antimicrobial resistance mechanisms of bacteria, www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6604941/
• [6] Materiały edukacyjne przygotowane przez Narodowy Instytut Leków (2021) antybiotyki.edu.pl/edwa/pdf/EDWA%20WAAW%202021_PAKIET%20PRASOWY.pdf
• [7] antibiotic.ecdc.europa.eu/en/get-informed/factsheets/factsheet-general-public