Človeški David proti malemu naravnemu Goljatu

Podzemna jama Lechuguilla v ameriški Novi Mehiki, po mnenju poznavalcev ena najlepših na svetu, poleg drugih zanimivosti 500 metrov pod zemljo skriva bogato prepleteno omrežje rovov in jam. In na stenah večine teh oddaljenih votlin in izdolbin že več kot štiri milijone let v popolni izolaciji živi bakterija, ki je naposled poskrbela za senzacionalno odkritje.

Leta 2010 je mikrobiolog Gerry Wright z univerze McMaster v Ontariu s to dolgo »izgubljeno« bakterijo izvedel vrsto eksperimentov. S sodelavci jo je najprej »uspaval« z antibiotiki, ki jih medicina zadnjih sedem ali osem desetletij uporablja za zdravljenje bakterijskih okužb. Toda večina bakterij po izdatnem odmerku antibiotikov kratko malo ni hotela odmreti.

»Očitno je bilo, da je večina bakterij iz jame Lechuguilla odporna proti našim zdravilom,« je povedal dr. Wright. Nekateri njeni sevi so se uspešno ubranili pred kar 14 komercialno dostopnimi antibiotiki.

Odkritje nikakor ni bilo v skladu s konvencionalnim poznavanjem tega človeškega orožja za spopad z bakterijami. Kadarkoli so namreč v zadnjih desetletjih odkrili novo antibiotično zdravilo, je minilo več let, preden so se namnožile bakterije, ki so bile nanj odporne.

V zadnjem času pa ta skrb vzbujajoči trend prerašča v krizo. Svetovna zdravstvena organizacija je maja letos izdala sporočilo, po katerem je odpornost (rezistenca) proti antibiotikom že glavna nevarnost za javno zdravstvo po vsem svetu. »Zdaj zdaj se bomo znašli povsem stisnjeni v kot,« je sporočilo povzel francoski mikrobiolog Joseph Nesme z univerze v Lyonu.

Kriza z antibiotiki se je namreč dolgo zdela kakor preprost mehanizem o vzroku in posledicah. Kadarkoli se namreč bakterija reproducira, obstaja možnost, da bo njen del mutiral in postal rezistenten proti antibiotikom. Z drugimi besedami, mutirani sevi bakterije bodo kljub izpostavljenosti antibiotiku uspevali še naprej.

Vse več neznank

Če bi bilo res vse tako predvidljivo, bi bil spopad z bakterijo iz jame Lechuguilla tako rekoč rutinsko opravilo. Navsezadnje je že milijone let odrezana od preostalega sveta, zato ni mogla razviti odpornosti proti zdravilom sodobne medicine.

Toda dr. Wright je ugotovil, da je bila kljub veliki časovni in ozemeljski izoliranosti dobro pripravljena tudi na obrambo pred učinkovinami sodobne medicine. Očitno je bilo, da vsebuje gene, ki ji omogočajo preživetje kljub po vseh pravilih smrtonosnim odmerkom antibiotikov. To pa seveda pomeni, da ti geni niso posledica delovanja človeške znanosti, temveč pradavni del matere narave.

In študija dr. Nesmeja, objavljena v reviji Current Biology, je razkrila, kako zelo razširjena je odpornost proti antibiotikom. Nesmejeva delovna skupina je s pridom uporabila dejstvo, da številni znanstveniki po svetu zbirajo velikanske količine podatkov o deoksiribonukleinskih kislinah (DNK) z vsega sveta. Katalogiziranih je že na milijone genov in večina tovrstnih podatkovnih zbirk je dostopna na svetovnem spletu.

Dr. Nesme in sodelavci so podrobno proučili tako zbrane podatke iz 71 najrazličnejših predelov na Zemlji – od Antarktike do skrivnostnih globin oceanov. Pozorno so iskali gene, podobne onim, ki bolezni povzročajočim bakterijam omogočajo odpornost proti sodobnim medicinskim antibiotikom. In proti pričakovanjem jim je uspelo senzacionalno odkritje: »Takšne rezistenčne gene smo našli v čisto vseh proučevanih okoljih,« je povedal Joseph Nesme.

Dr. Gerry Wright, ki pri tej raziskavi ni sodeloval, je prepričan, da je odkritje znanstvenikov z univerze v Lyonu v celoti potrdilo ugotovitve njegovih lastnih raziskav. »Tovrstna rezistenca je v naravi tako rekoč vsenavzoča,« je dejal.

Pradavni nasprotnik

Znanstveniki so zaskrbljeni predvsem zaradi dognanja, da so rezistenčni geni tako stari in tako zelo razširjeni. Če naj bi se namreč razvili šele v zadnjih desetletjih, kot odgovor na učinkovine sodobne medicine, kaj potem počnejo v drugih bakterijah?

In vse kaže, da ti odpornostni geni počno marsikaj. Nekatere bakterije, denimo, izdelujejo lastne antibiotike, s katerimi se včasih branijo pred tekmicami. Pa tudi te včasih razvijejo načine obrambe pred smrtonosnimi molekulami. Nekatere rezistenčne gene je namreč najti celo v bakterijah, ki tudi same proizvajajo antibiotike. Očitno zato, da se branijo pred lastnim strupom. »V nasprotnem bi jih lastne učinkovine kaj hitro pokončale,« pojasnjuje dr. Wright.

Da je vse skupaj še bolj zapleteno, je vrsta znanstvenih študij ugotovila, da rezistenčni geni opravljajo tudi naloge, ki z antibiotiki nimajo nič skupnega. Konec minulega meseca je dr. Wright s sodelavci objavil študijo o bakterijah, ki živijo v zemlji. V njih so odkrili gen, ki zagotavlja odpornost proti antibiotiku iz skupine rifamicinov. Oziroma, natančneje: zagotavljal bi tovrstno odpornost, če bi bakterija ta gen dejansko uporabila. Toda Wrightova skupina je ugotovila, da je bakterija po odmerku tega antibiotika kljub vsemu odmrla. Omenjeni gen je torej očitno namenjen za drugačno, doslej še neugotovljeno nalogo.

Izposoja genov

In prav globalna zaloga takšnih rezistenčnih genov, ki jih vztrajno odkrivajo znanstveniki, po vsem sodeč pospešuje krizo v zvezi z medicinskimi antibiotiki, pred katero svari Svetovna zdravstvena organizacija. Za človeško zdravje škodljive bakterije si očitno »izposojajo« rezistenčne gene od drugih bakterijskih vrst in jih uporabljajo za obrambo pred človeškimi zdravili.

Rezistenčni (odpornostni) geni lahko na različne načine prehajajo od ene na drugo vrsto mikrobov. Virusi, denimo, lahko vzamejo DNK iz enega mikrobskega gostitelja in jo prenesejo na drugega.

Včasih si bolezen povzročajoča bakterija preprosto izposodi gene od druge bakterije, ki jih ta že uporablja za obrambo pred naravnimi antibiotiki. V 80. letih prejšnjega stoletja, denimo, so zdravniki ugotovili izrazit porast števila bakterij, odpornih proti antibotiku vankomicinu. Dr. Wright s sodelavci je pozneje določil izvor tovrstnih rezistenčnih genov: prihajajo prav od bakterije, ki izdeluje lasten, naravni vankomicin!

Spet drugič za človeško zdravje škodljive bakterije od drugih mikrobov jemljejo gene, ki jih ti mikroorganizmi uporabljajo za drugačne naloge. In po spletu naključij so se ti geni očitno zmožni učinkovito upreti tudi nekaterim laboratorijsko izdelanim antibiotikom. »In na vsem lepem smo priča nečemu, čemur lahko rečemo odpornost,« pojasnjuje dr. Wright.

Spoznanje, da sta sodobna medicina in z njo vse človeštvo postavljena pred tako mogočnega, številnega, iznajdljivega in vsenavzočega nasprotnika, je povedno, pomenljivo in streznitveno. Toda poznavanje dejstev je zagotovo boljše od nevednosti. Dr. Wright poudarja, da se novih antibiotikov ne sme več preizkušati samo na tistih bakterijah, ki živijo v človeškem telesu in v nas povzročajo bolezni. Preizkušati jih je treba tudi na bakterijah, ki živijo v zemlji in v oceanih. Le tako bo obstajalo upanje, da bo pravi čas odkritih čim več rezistenčnih genov, zaradi katerih so nova antibiotična zdravila lahko neučinkovita že od vsega začetka.

»Odkritje takšnih genov bi bilo nekakšno zgodnje opozorilo, na kaj vse še moramo biti pozorni, preden bomo lahko izdelali zares učinkovite antibiotike,« je prepričan dr. Gerry Wright.