Naukowcy z Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN prowadzą badania nad wykorzystaniem bakteriofagów i bakteriocyn w celu zwalczania groźnych szczepów gronkowca złocistego, opornego na antybiotyki. Składniki te stosowane w terapii skojarzonej z antybiotykami, mogłoby być wysoce bezpieczne i skuteczne, zwłaszcza w przypadku najcięższych infekcji.

Gronkowiec złocisty (Staphylococcus aureus) to bakteria Gram-dodatnia, która występuje naturalnie w błonach śluzowych u ludzi, ale w określonych warunkach może prowadzić do infekcji. Najczęściej powoduje ropnie, czyraki, zapalenia mieszków włosowych, infekcje płuc i mięśnia sercowego. Drobnoustrój ten jest również częstą przyczyną zakażeń ran (przeczytaj: Infekcja gronkowcem złocistym – poważna bariera w leczeniu ran przewlekłych).

S. aureus szybko nabywa oporność na antybiotyki i inne substancje zwalczające. Zakażenia patogenami lekoopornymi są wyjątkowo trudne w leczeniu.

90 proc. skuteczność bakteriofagów wobec lekoopornych szczepów gronkowca

Badania naukowców z Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN dowodzą, że skuteczną metodą w walce z tymi drobnoustrojami są bakteriofagi, czyli wirusy atakujące bakterie, oraz bakteriocyny – białka produkowane przez niektóre bakterie przeciwko innym drobnoustrojom. Zespół naukowców prof. Małgorzaty Łobockiej, kierującej Pracownią Biologii Bakteriofagów z Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN, opracował odpowiednio dobrane zestawy bakteriofagów (w formie gotowych preparatów), które potrafią niszczyć aż 90 proc. lekoopornych szczepów gronkowca złocistego.

– W ramach wieloletnich badań wykazaliśmy wysoką skuteczność przeciwgronkowcową naszych unikalnych kombinacji bakteriofagów. Opracowaliśmy metodologię ich pozyskiwania, otrzymując jednorodny, czysty genetycznie preparat – powiedziała badaczka, cytowana w informacji prasowej przesłanej PAP.

Ekspertka wytłumaczyła, że po dopracowaniu procesu produkcji, będzie można traktować nimi np. zakażoną gronkowcem skórę, nie niszcząc przy tym pożytecznych bakterii obecnych w tych miejscach. Badaczka zapewniła ponadto, że naukowcy są w stanie przygotować bakteriofagowy preparat skierowany na każdy szczep gronkowca.

Naukowcy przeprowadzili eksperymenty na nicieniach, w których analizowano przeżywalność zakażonych gronkowcem osobników po podaniu bakteriofagów, jak i zanikanie z ich ciał żywych komórek gronkowca.

Bakteriocyny w walce z gronkowcami i enterokokami

Badania dr hab. Tamary Aleksandrzak-Piekarczyk, która w Instytucie Biochemii i Biofizyki PAN kieruje Pracownią Mikrobiologii Stosowanej, wykazały skuteczność bakteriocyn w walce z różnego rodzaju patogenami, w tym wielolekoopornymi gronkowcami czy enterokokami, stanowiącymi zagrożenie dla zdrowia publicznego.

– Bakteriocyny zaburzają ich funkcjonowanie poprzez niszczenie barier oddzielających bakterię od świata zewnętrznego, takich jak błona lub ściana komórkowa. Wykazały to nasze eksperymenty. Dzieje się tak, gdyż bakteriocyny mają właściwości, które zakłócają podstawowe procesy życiowe docelowych komórek bakteryjnych, a to skutkuje zahamowaniem ich wzrostu lub nawet śmiercią. W efekcie wróg ginie, a pacjent zdrowieje – wskazała ekspertka.

Badania pokazały, że bakteriocyny przyłączają się do receptora odpowiedzialnego za transport cukrów, czyli pożywienia, do wnętrza komórki bakteryjnej.  Bakteriocyna przyłączona do receptora prowadzi do zmian kształtu receptora (zmiany jego konformacji), tworząc w nim kanał. Przez ten kanał istotne składniki komórki uciekają na zewnątrz, co finalnie prowadzi do śmierci komórki.

Połączenie antybiotyków z bakteriofagami lub bakteriocynami

Bakteriofagi i bakteriocyny mogą być skuteczną alternatywą dla antybiotyków. Naukowcy podkreślają ich brak lub niewielką toksyczność dla ludzkich komórek. Ponadto działają niezwykle precyzyjnie, tylko na określone rodzaje bakterii. Nie szkodzą ludzkim komórkom, ani pożytecznym mikroorganizmom, które bytują w naszym ciele i na jego powierzchni.

– Podając bakteriofagi, nie niszczymy niczego poza docelową patogenną bakterią – powiedziała prof. Łobocka. Oznacza to minimalizację skutków ubocznych, co umożliwia szybsze przywrócenie równowagi mikrobiologicznej po leczeniu, w odróżnieniu od antybiotyków, które mogą zaburzać mikrobiom na długi czas.

Badacze wskazują natomiast, że jest mało prawdopodobne, żebyśmy zrezygnowali z antybiotyków. Jednak dostęp do terapii bakteriofagami i bakteriocynami może być skuteczną pomocą w walce z antybiotykoopornością. Można korzystać z nich w terapiach skojarzonych, łączących antybiotyki z bakteriofagami lub bakteriocynami. Takie rozwiązanie może być bezpieczne i skuteczne w przypadku najtrudniejszych do leczenia infekcji.

– Można sobie wyobrazić terapię, w której łączymy antybiotyk z bakteriocyną, nie zwiększając cytotoksyczności takiego preparatu. W ten sposób oba składniki uzupełniają się i wzmacniają swoje działanie, aby skuteczniej zwalczać bakterie – skomentowała dr Aleksandrzak-Piekarczyk.

Prof. Łobocka wskazała, że niektóre antybiotyki działają doskonale w połączeniu z bakteriofagami. Ekspertka zaznaczyła, że z medycznego punktu widzenia takie rozwiązanie jest bezpieczne, a także daje maksymalną szansę na sukces terapeutyczny.

Rozwiązania opracowane przez polskich badaczy oczekują obecnie na weryfikację w badaniach klinicznych. Naukowcy zadeklarowali gotowość do współpracy z przemysłem, by wprowadzić je na rynek.

Źródło: naukawpolsce.pl