У 2050 році 10 млн людей можуть загинути від супербактерій. Які суперантибіотики розробляють вчені

Медики попереджають - за кілька десятків років людство впритул стикнеться з проблемою відсутності ліків від бактеріальних інфекцій. Уже сьогодні 700 тисяч людей на рік вмирають від хвороб, спричинених мікроорганізмами з імунітетом до антибіотиків.

За даними, які наводились у звіті Департаменту охорони здоров'я Великої Британії, ця кількість може збільшитись до 10 млн на рік у наступні 30 років.

Проблема спротиву бактерій до антибіотиків призведе до того, що за 20 років навіть стандартні операції, як от заміна кульшового (тазостегнового) суглоба, буде смертельно небезпечною.

Оскільки неможливо буде запобігти навіть незначним інфекціям. Про це ще два роки тому говорила головний лікар Англії Дейм Селлі Девіс газеті The Daily Mail.

Сьогодні ця проблема зачіпає лише певні групи, як от наприклад, українців, хворих на туберкульоз. Багатьом із них не допомагають так звані антибіотики першої лінії, бо в нашій країні давно лікують цими антибіотиками і туберкульозні палички до багатьох із препаратів виробили імунітет (резистентність). Доводиться застосовувати більш потужні ліки, які "б'ють" по печінці та іншим органам.

Але надія є: різні колективи вчених-медиків намагаються створити "суперантибіотик". Це ліки, які будуть потужнішими за звичайні антибіотики навіть не в десятки, а сотні й тисячі разів. Є кілька різних напрямків, у яких експериментують вчені.

Пігулка зі сріблом

Команда біомедиків з Бостонського університету виявила, що звичайні антибіотики можуть вбивати більше бактерій, якщо їх підсилити іонами срібла. У різних випадках ефективність підвищувалася від 10 до 1000 разів.

Антимікробний засіб діє по двох напрямках. Перший порушує метаболізм (обмін речовин) бакетрій, в результаті чого вони самознищуються. Другий збільшує проникність клітинної мембрани мікроорганізмів, завдяки чому антибіотику легше потрапити всередину.

Утім, є одна проблема - занадто велика доза срібла може виявитися шкідливою для людського організму.

Лікувальне світло

Автори опублікованого на початку жовтня дослідження додали до антибіотиків наночастинки, здатні реагувати на різні типи світла. Додані елементи також називають квантовими точками - раніше їх використовували для того, аби відслідкувати "маршрут" ліків у організмі.

"Ми розробили подвійний удар. Природна захисна реакція бактерії на квантові точки робить її більш вразливою", - розповів виданню Courthouse news один з авторів дослідження, старший викладач Колорадського університету в Боулдері Прашант Нагпал.

Спільна атака квантових точок та антибіотику. Фото: Kateryna Kon/Shuttershock

Під дією зеленого світла певної частоти квантові точки виділяють електрони, які, взаємодіючи з молекулами кисню, утворюють супероксид. Бактерія кидає максимум захисних сил на нього і відтак, майже не реагує на антибіотик. Препарат потрапляє всередину мікроба й знищує його.

Команда дослідників експериментувала з різною кількістю квантових точок і п'ятьма бактеріями - кишковою паличкою, сальмонелою, золотистим стафілококом тощо. У 75% випадків припинити зростання бактерій, або взагалі вбити їх.

Вибивателі дверей

В Університетському коледжі Лондона експериментують в напрямку посилення "ударної" сили антибіотиків. Об'єктом їхнього дослідження стала модифікація відомого препарату ванкоміцин, яка має назву орітаванцин. Причини, чому він більш ефективний, не дуже зрозумілі вченим.

Дослідники за допомогою надчутливої техніки вимірювали механічну дію препарату. Вони з'ясували, що орітаванцин "б'є" по клітинній оболонці бактерії в 11 тисяч потужніше за звичайні антибіотики, фактично розриваючи мікроорганізм на шматки.

Схема дії орітаванцину. Фото: ucl.ac.uk

"Антибіотики мають "ключі" які підходять до "замків" до поверхні клітини бактерії, дозволяючи їм закріпитися. Коли бактерія стає резистентною до ліків, вона успішно міняє "замок" так, що "ключі" вже не підходять.

Ми знайшли певні антибіотики, які ламають "замок", зв'язуються та вбивають бактерію. Насправді, деякі з них настільки сильні, що зривають двері з петель", - цитує сайт коледжу автора дослідження Джозефа Ндіеєра.

Мікроби йдуть на допомогу

У 2015 році група вчених з Великої Британії, Німеччини та США виявила, що бактерії здатні самі виробляти речовини, за дією аналогічні антибіотикам. Так з'явився на світ новий багатообіцяючий препарат теїксобактин.

Його виділили під час вирощування бактерій в ґрунті, а не лабораторних умовах. Власне, саме так колись виявляли перші антибіотики - речовини, які бактерії та гриби виділяють, аби вбивати конкурентів за їжу та простір.

Теїксобактин продовжують вивчати - з ним експериментують, наприклад, вчені у Гонконзі. Головна задача - зробити можливим синтез препарату в лабораторних умовах. Якщо все піде за планом, він може з'явитися у вигляді ліків вже у 2019 році.

Багатофункціональний дідусь

Ще один варіант - зробити стару версію антибіотику більш дієвою. Дослідницький інститут Скраппс розробив "ванкоміцин 3.0" - препарат, який у 25 тисяч разів перевищує за потужнісстю старий ванкоміцин, який синтезували ще в 1958 році.

Ванкоміцин у сучасній медицині використувують як останній засіб для лікування найбільш небезпечних інфекцій, коли інші препарати вже не спрацьовують. Втім за останні 20 років кількість штамів бактерій, які мають резистентність до нього значно зросла.

Щоб підвищити ефективність ванкоміцину, дослідникам вдалося додати до нього одразу три нових механізми, які вбивають бактерію. Це значно ускладнює затність бактерій пристосуватись і виробити механізми спротиву.

"Важко уявити бактерію, яка одночасно робить зміни, які здатні подолати три різні механізми. Тож термін дії препарату має бути дуже великим", - вважає керівник дослідження Дейл Богер.