W latach 1990-2021 z powodu infekcji opornych na leczenie rocznie umierało ponad milion osób. Prognozy na kolejne lata są niepokojące – do 2050 roku liczba zgonów prawdopodobnie się podwoi. Zjawisko to jest efektem nadmiernego stosowania antybiotyków, co doprowadziło do pojawienia się superbakterii – mikroorganizmów zdolnych do przetrwania nawet w ogniu najsilniejszej terapii.
Czytaj też: Tak bakterie unikają antybiotyków. Odkryto nieznany mechanizm
Skuteczność antybiotyków maleje, a arsenał dostępnych leków się wyczerpuje. W tej sytuacji naukowcy na całym świecie poszukują alternatywnych metod zwalczania bakterii. Jednym z przełomowych odkryć jest identyfikacja słabego punktu bakterii opornych na antybiotyki – ich “pięty achillesowej”. Szczegóły opisano w czasopiśmie Science Advances.
Koniec superbakterii jest bliski
Zespół badaczy z University of California San Diego, kierowany przez prof. Gürola Süela, przeprowadził badania nad bakterią Bacillus subtilis. Naukowcy zastanawiali się, dlaczego mutanty oporne na antybiotyki nie dominują nad innymi bakteriami, choć wydaje się, że mają przewagę.
Czytaj też: Bakterie zombie – jak wybierają najlepszy moment, by wrócić do świata żywych?
Odpowiedź tkwi w mechanizmie działania rybosomów – wewnątrzkomórkowych struktur odpowiedzialnych za syntezę białek. Mutacje rybosomów pozwalają bakteriom przetrwać w obecności antybiotyków, ale jednocześnie zwiększają ich zapotrzebowanie na jony magnezu, które stabilizują rybosomy. Mutanty rybosomów konkurują o magnez z innymi cząsteczkami, zwłaszcza z ATP – nośnikiem energii w komórkach. Ten wewnętrzny “konflikt” ogranicza wzrost bakterii opornych na leki.
Odkrycie to może być kluczem dla opracowania nowych terapii. Zamiast tworzyć kolejne antybiotyki, naukowcy proponują rozwiązania oparte na ograniczaniu dostępności magnezu w środowisku bakteryjnym. Taki zabieg może selektywnie hamować wzrost bakterii opornych, jednocześnie nie wpływając negatywnie na pożyteczne mikroorganizmy.
Prof. Gürol Süel mówi:
Odkryliśmy piętę achillesową bakterii opornych na antybiotyki. Możemy wykorzystać tę słabość, by je kontrolować bez użycia leków czy szkodliwych chemikaliów.
W październiku 2024 roku Süel i jego zespół ogłosili kolejne przełomowe odkrycie. We współpracy z naukowcami z University of Chicago opracowali urządzenie wykorzystujące naturalną aktywność elektryczną bakterii obecnych na skórze. Dzięki temu urządzeniu udało się ograniczyć szkodliwe działanie bakterii Staphylococcus epidermidis, która jest częstą przyczyną zakażeń szpitalnych. Bioelektroniczne rozwiązania nie wymagają antybiotyków – działają, manipulując przepływem jonów w komórkach.
Światowe zasoby antybiotyków są na wyczerpaniu. Przez dekady antybiotyki były nadużywane nie tylko w leczeniu ludzi, ale także w hodowli zwierząt i rolnictwie. To sprawiło, że antybiotyki można dziś znaleźć wszędzie – od gleby po oceaniczne głębiny. Odkrycia zespołu Süela pokazują, że można kontrolować bakterie oporne na antybiotyki bez konieczności stosowania nowych leków. Manipulacja jonami magnezu oraz wykorzystanie bioelektroniki mogą stać się przełomem w walce z rosnącym zagrożeniem.
