Подписывайтесь на канал в Telegram, чтобы следить за обновлениями онлайн, и не пропускать интересные новости о науке и технике.До какого-то момента в так называемый «золотой век антибиотиков» всё было прекрасно и считалось, что с их помощью любую болезнь можно побороть. Но у бактерий всегда был для нас эволюционный ответ, и они умеют не погибать от антибиотиков. Есть ли вероятность возврата в ту эру, когда едва ли ни любая инфекция может стать фатальной? Давайте разбираться.
Что такое антибиотики?
Антибиотики – это химические вещества, которые угнетают рост клеток. Существуют химически синтезированные антибиотики, но абсолютное их большинство биологического происхождения, то есть производятся они микробами, в основном бактериями и некоторыми грибами, для, внимание, общения друг с другом.
Здесь следует сделать очень важное отступление. Наша планета населена микробами и грибами. Всё видимое разнообразие жизни, включая нас самих, является вместилищем для микроорганизмов.
Какими-то хитрым способами посчитано, что микробов на Земле порядка 10^30 штук и все они вынуждены между собой общаться. Почему вынуждены? Их настолько много, что живут они в состоянии перманентной войны. Каждый член сообщества должен дать знать другому, что вот это конкретное место занято. Таким образом, их система коммуникации, с одной стороны, довольно проста – нужно огородить определённый участок и никого на него не пускать. Проще всего это сделать, выпустив вокруг себя некое химическое вещество, к которому тот, кто его выпустил, естественно, будет устойчив. С другой стороны, мы знаем, что взаимодействия микроорганизмов крайне сложны просто потому, что они живут не в виде чистых культур, как в институтах микробиологии, а в виде очень сложных сообществ, где каждый в той или иной степени зависит от другого члена сообщества. Можно подавлять рост своего соседа, можно его поддерживать, так как вам необходим сосед, например, для защиты от третьего члена сообщества. Следует понимать, что это сообщество настолько сложно, что его представители могут быть совершенно неродственными друг другу с точки зрения эволюции – разные виды, типы и классы.
Из вышесказанного можно сделать небольшой, но важный вывод – устойчивость не возникла, она всегда была, как производная метода химического взаимодействия микроорганизмов.
Мы знаем, где искать – поехали!
Открыть антибиотик недостаточно. Во-первых, необходимо выделить чистое действующее химическое вещество из всей сложной смеси, которую выделяет бактерия для своей защиты. То есть необходимо решить задачу очистки из сложнокомпонентной системы, содержащей различные продукты жизнедеятельности бактерии или гриба, именно действующего вещества. Во-вторых, – необходимо испытать это вещество на людях. Ну и, в-третьих, – необходимо разработать промышленную систему производства антибиотика в огромных масштабах, ведь бактерии и грибы выделяют это вещество в невероятно маленьких объёмах.
Так, конечное практическое применение пенициллина произошло через 14 лет после его открытия. При этом, его испытаниям и внедрению, как это не печально, сильно помогла война. Люди умирали в огромных количествах от раневых инфекций, и любая попытка их спасти легко принималась.
О резистивности бактерий к антибиотикам.
Эпоха антибиотиков началась в 1928 году с открытия пенициллина. В практику его ввели в 1942 году во время второй мировой войны. И уже в 1945 году возникли первые случаи устойчивости. Кстати, сэр Александр Флеминг, открыватель пенициллина, предсказывал появление устойчивости к нему к 1943 году. В 1946 году появилось уже 14% устойчивых к пенициллину больничных штаммов. В 1950 году таких штаммов уже 59%, а в начале 60-х годов они стали появляться вне больниц. В 90-х года устойчивых к пенициллину штаммов было уже 95%, поэтому мы больше не лечимся им. И это эволюционный путь любого антибиотика.
Ищем новые антибиотики.
Вот и добрались мы до золотого века антибиотиков – конец 40-х – начало 50-х годов прошлого столетия. В это время было огромное количество программ по поиску антибиотиков. Тысячи и десятки тысяч различных штаммов скринировали на предмет производства разнообразных антибиотиков. Ну а дальше необходимо было пройтись по тем шагам, которые описаны выше: выделить, охарактеризовать, показать, что это не что-то уже известное, испытать и внедрить в практику. Так, наибольшее количество новых антибиотиков было получено в периоды 50-х – 60-х годов, а затем, с начала 70-х до начала 80-х годов прошлого века. А вот с середины 80-х годов не было открыто ни одного нового класса антибиотиков. Это значит, что в течение следующих 10-ти лет ко всем известным сегодня антибиотикам у современных бактерий и вирусов возникнет устойчивость и они станут бесполезны.
Следует понимать, что искать никто не прекращает, просто находят все одно и то же.
Почему так происходит и как нам быть?
Дело в том, что методы, которыми пользовались учёные во время золотого века антибиотиков, просто перестали работать. Микробов по-прежнему порядка 10^30 штук, все они коммуницируют между собой посредством выделения химических веществ, включая антибиотики, но проблема в том, что абсолютное большинство микробов и грибов не растут на чашках Петри в питательных средах. Под абсолютным большинством подразумевается, на минуточку, 99,9% всех микробов и грибов. То есть в лабораторных условиях мы можем исследовать лишь 0,1% от всех микроорганизмов, которые, понятное дело, зачастую, общаются, выделяя одни и те же или очень схожие вещества. Исследовать их в естественном состоянии не представляется возможным, так как живут они огромными сообществами, непрерывно выделяющими разнообразные вещества, в которых просто статистически невозможно выделить те, которые нам необходимы.
В определении новых классов и типов антибиотиков могут помочь такие научные направления, как геномика и, в частности, биоинформатика. Так, мы уже научились определять последовательность ДНК организма – это геномика. А вот биоинформатики учатся, и довольно успешно, интерпретировать генетические тексты после их прочтения, говоря, что они предполагают, что вот такая группа генов может кодировать вот такой антибиотик. Остаётся его синтезировать и проверить. А это необходимо делать посредством генной модификации существующих микробов, способных культивироваться на чашках Петри.
Просто информация для размышления.
На сегодняшний день известны десятки тысяч антибиотиков, но лишь порядка 50-ти вошли в нашу практику. Всё из-за тех пресловутых шагов, из которых вытекают такие ограничения, как, например, антибиотики должны быть относительно дешёвыми и с возможностью крупнотоннажного производства, они должны быть безвредны для человека и т. п. Таким образом, важным шагом является то, что мы обнаружили антибиотики вообще и механизм их производства в природе, но на этом нельзя останавливаться. Так, мы уже на грани того момента, когда все известные антибиотики станут абсолютно бесполезны, как пенициллин. Нужен следующий шаг и работы очень много.
P. S.
Так что вывод из публикации простой: необходимо искать новые антибиотики, не забывая об уже полученном опыте. Например, надо понимать, что мы никогда не решим проблему устойчивости, так как она является производной существования антибиотиков. Понимая это, необходимо вырабатывать правильные алгоритмы применения антибиотиков, позволяющие снизить скорость возникновения устойчивости. Ну а начать необходимо с обучения. Чем больше будет микробиологов, тем больше вероятность того, что мы выйдем из кризиса антибиотиков как можно раньше.
Оглавление канала
Подписывайтесь на канал в Telegram, чтобы следить за обновлениями онлайн, и не пропускать интересные новости о науке и технике.
