Postantibiotická éra?

10:00:00


V historii neexistuje chvíle, kdy by se lidstvo nemuselo potýkat s infekční chorobou, která mohla při vhodných podmínkách vzrůst do stádia epidemie. K jejich šíření přispívala migrace populace, příkladem může být pohyb za obchodem, vojenská tažení nebo náboženské poutě. Jedním z nejznámějších případů je epidemie moru ve středověké Evropě, na jehož následky vymřela přibližně jedna třetina obyvatel. Z dalších můžeme uvést skvrnitý tyfus, jímž byla nakažena Napoleonova armáda při tažení do Ruska.

Triumf Smrti - Pieter Brueghel
Zlepšení stavu přinesly až vědecké objevy 18. a 19. století.  Bylo objeveno očkování proti černým neštovicím, zjištěna bakterie způsobující tuberkulózu, dokázáno, že malárii přenáší samičky moskytů a mnoho dalšího. Zvětšená pozornost začala být věnována hygieně. Ve století dvacátém nastal prudký rozvoj medicíny. Za nejvzácnější objev byl považován vynález antibiotik, který vnesl lidstvu naději, že získalo prostředek na vymícení infekčních nemocí způsobené bakteriemi.[1]                                                                                                                 
V lidové medicíně bylo využíváno mikroskopických hub – plísní na léčení hnisavých ran a povrchových infekcí. Příkladem mohou být Majové, kteří užívali plesnivé kukuřice, Ukrajinci a národy střední a jihovýchodní Evropy podobně využívali plesnivý chleba. Avšak v menší míře bylo toto umění známé již v antice, Hippokrates údajně léčil některé nemoci kvasinkami ze starého vína. Toto praktické využití je zachyceno v anglické lékařské knize Theatrum botanicum z roku 1640, kde je mezi léčivými mechy zařazen Muscus ex cranio humano, tedy mech z lidské lebky. Podle popisu se pravděpodobně jednalo o nějakou mikroskopickou houbu, která se vytvářela lidem ležících dlouho v márnicích na holé lebce a s její pomocí se léčily rány.[2]                                                                                                                 
V 19. Století jsou zaznamenány podobné zkušenosti. Dr. Elisha Kent Kane léčil povrchové infekce členů lodní výpravy na Arktidu v letech 1853 až 1855 droždím. Již před ním obdobně vyzkoušel uzdravování povrchových ran Mosse. Ruský dermatolog Alexej Gerasimovič Polotebnov v roce 1872 zveřejnil výsledky pokusů z léčení hnisajících ran spórami hub z rodu Penicillium a Aspergillius.[3] Okolo roku 1870 bylo mnoho dalších pracovníků, jako byli např. Joseph Lister, John Burden Sanderson, William Roberts, kteří zaznamenali produkci látky s antibakteriálním účinkem některými druhy Penicillia.[4]                   

V roce 1888 německý vědec E. de Freudenreich  izoloval sekreci vylučovanou bakterií Bacillus pyocyaneus, která zpomalila růst jiných bakterií ve svém okolí a pro mnohé z bakterií byla toxická. Bohužel tato toxicita neumožnila využití této bakterie jako účinné antibiotikum.                                                                                                                   
Alexandr Fleming
První antibiotikum je spojeno s osobou skotského bakteriologa Alexandra Fleminga. V roce 1927 objevil, že plíseň Penicilinum notatuem, která byla omylem zanesena do Petriho misky, kde na agarových plotnách pěstoval bakterie, vylučuje látku, která tyto bakterie zabíjí. Bylo jasné, že se jedná o zásadní zjištění, které popsal ve vědecké literatuře, avšak sám nedokázal rafinovat objevenou sloučeninu. Toto se podařilo až v roce 1939 patologovi Howardu Walterovi Floreymu a biochemikovu Ernstu Borisi Chainovi, kteří izolovali ideální množství aktivní složky.  V roce 1945 dostali tito tři vědci Nobelovu cenu za objev penicilinu a jeho použití při léčení infekčních nemocí.
                                                                                  Bakteriolog Selman Abraham Waksman se proslavil objevem nepenicilinového antibiotika, které v sobě obsahovalo plíseň Streptomyces, odtud jeho název streptomycin. V roce 1932 Gerhard Domagk vyvinul pomocí sulfoamidu první chemoterapeutikum, jenž se od antibiotik liší výrobou – vyrábí se zcela synteticky. Díky výzkumu dalších druhů plísní a jiných mikroorganismů byla objevována a vyráběna nová antibiotika, která byla rychle využita v praxi. [5]                                                                                                                                    
S příchodem antibiotik bylo možné léčit a vyléčit mnoho bakteriálních infekčních onemocnění, obávanou tuberkulózu, zápal plic atd., také se velkou měrou snížila smrtnost při nákaze infekčních chorob. Přispěly k rozvoji chirurgických a jiných oborů medicíny, které byly ohroženy výskytem infekčních komplikací. Přesto brzy idealistické nadšení opadlo. Všechny infekční nemoci, u kterých vypadalo, že byly antibiotiky vyhlazeny, se ve skutečnosti podařilo jen dočasně omezit nebo potlačit. Na řadu přišly také nemoci, které byly dříve neznámé nebo vzácné.[6]                                                                                                                   
Negativní dopady užití byly možné díky rezistentním mikroorganismům, jenž byly bakterie příslušející buď k přirozeně rezistentním na používaná antibiotika nebo k původním citlivým druhům, které se staly rezistentními. Totiž mnoho chemických látek používaných při výrobě antibiotik jsou přírodní biologické látky, kterým musí být schopny mikroorganismy čelit. Lépe řečeno, hlavní příčinou přežití bakterií spočívá v tom, že jsou schopny měnit své vlastní genetické dědictví. Pokud se bakterie rozmnožuje dělením, nová bakterie obsahuje vlastnosti, které z ní dělají méně náchylnou na užívané antibiotikum. U tzv. citlivých bakterií, které se rozmnožují jinak, jsou antibiotiky usmrceny, ale noví původci se mohou dále rozmnožovat a nakonec zůstanou jen rezistentní bakterie. [7]                                                  

Antibiotika mají být předepisována jen při odpovídajících indikacích, nikoliv při virových nebo jen lehkých infekcích. Při použití na virové choroby z důvodu prevence proti sekundární bakteriální infekci naopak často umožní superinfekci rezistentními bakteriemi. Neuváženým podání antibiotik tedy vede k nárůstu rezistence a ke ztrátě účinných látek. I přes rizika je obvyklé, že při návštěvě lékaře je nám předepsáno antibiotikum, jakožto nejrychlejší a bezpečná forma terapie. [8]                                                                                       
V nemocnicích je situace podobná, ne-li horší. Antibiotika jsou často předepisována u nejasných klinických stavů a poté jsou udržována po dlouho dobu. Pokud nedojde ke zlepšení stavu, jsou podávány antibiotika nákladnější a většího spektra. Šíření rezistentních bakterií je mnohem jednodušší vzhledem ke koncentraci nemocných, kteří jsou náchylnější k infekcím více než zdravé osoby, u mnohých z nich jsou prováděny zákroky umožňující vstup mikroorganismů do míst, které jsou jinak sterilní. Probíhá také častý kontakt s velkým množstvím personálu, čímž je efekt znásoben. [9]                                                                   

Základním prostředkem pro zamezení šíření je dezinfekce a sterilizace. Přesto tato opatření nejsou stoprocentně účinná. Mnoho lidí, kteří jsou nuceni, nechat se ošetřit v nemocnici, jsou dodatečně nakaženi infekcí způsobenou nemocničními původci.[10] Zvláště to lze pozorovat na rapidním růstu výskytu MRSA (Methicillin-resistant Staphylococcus Aureus – methicillin rezistentní zlatý stafylokok) v nemocnicích po celém světě. Zlatý stafylokok je velmi rozšířená bakterie, kterou lze najít až ve 30 procentech celé lidské populace. Ve většině případů bakterie zůstává nečinná a aktivuje se jen v případě velmi oslabeného imunitního systému. Nicméně v 60. letech se datuje v nemocnicích USA první výskyt zmutovaného kmene MRSA, který je odolný na skupinu antibiotik tzv. beta-laktamázy, do které spadají nejčastější antibiotika, jako jsou penicilin, amoxicillin a oxacillin. Zatím, co v roce 1970 byly dvě procenta ze všech onemocnění stafylokokem způsobeny kmenem MRSA, v roce 2003 to již bylo 64 procent. Statistiky z USA ukazují, že v roce 2005 se u více než 94 000 pacientů vyvinula život ohrožující infekce vyvolaná kmenem MRSA, která měla za následek kolem 19 000 úmrtí i přes nemocniční péči. MRSA je nejviditelnější, ale nikoliv jediný představitel této „evoluce nemocí“. I viry a plísně v posledních desítkách let vykazují zvýšenou odolnost.[11]                                                                                                                                     

Podle World Health Association je lidstvo na pokraji „postantibiotické éry“.[12]  Záleží na tom, jak se k tomu společnost postaví. Jestli bude snaha o vyvinutí nových vylepšených antibiotik vyrobené přímo na „tělo pacienta“. S tím, že se více bude přemýšlet nad jejich užíváním tak, aby byla léčiva podávána na přesně stanovené infekce se správnými intervaly užití. Nebo bude úsilí věnováno jinému zcela jinému výzkumu.                                                   

Při hledání nových alternativ přichází na řadu stříbro. Antibakteriální aktivita stříbra je známá už od dob starověkého Egypta a jeho sloučeniny byly používány při léčení ještě v první polovině 20. století. Naši předci užívali vzácného kovu například pro uchovávání mléka, kdy stříbrná mince v nádobě s mlékem zabraňovala zkysnutí. Bylo známo, že voda ve stříbrných nádobách vydrží déle pitná. Tento předpoklad byl využit pro úpravu vody pomocí stříbra, což lze díky katodového postupu, který byl vynalezen v roce 1928. Postup dá vzniknout filtru se stříbrným povrchem, přes který je filtrována voda a zbavena původců infekcí. Vynález je součástí kosmických letů nebo námořních plaveb.                                                                                     

V roce 1881 lipský gynekolog Carl Sigmund Franz Créde se vyjádřil k prevenci proti oční kapavce u novorozených dětí aplikací dusičnanu stříbrného. Dodnes se používají kapky obsahující dusičnan stříbrný. Dnes můžeme narazit také na tzv. hydrokoloidní obvazy k vlhkému, antimikrobiálnímu ošetření, který funguje na principu uvolňování iontů stříbra do rány, což vede ke zklidnění a lepšímu hojení.  Tento výrobek není novinkou, již od roku 1930 byla pro ošetření ran užívaná tenká válcová stříbrná folie. Nejnovější technologií je užívání stříbra v textilním průmyslu, kdy je díky nanotechnologiím přidáváno do oděvu a chrání nás před nežádoucími účinky bakterií. [13]                                                                                                           
Objev antibiotik zastavil další postupy s užitím stříbra v medicíně, pravděpodobně i díky jeho toxicitě, přestože v mnoha sledovaných případech ukládání stříbra v těle nevyvolává potíže. Nemoc argyrie se objevuje až ve vysokých jednorázových dávkách, při běžných aplikacích nedochází k závažným intoxikačním problémům. Naprosto destruktivní účinky nanočástic stříbra vůči bakteriím vede k vědeckému zkoumání a testování koloidního stříbra, respektive nanočástic stříbra.[14]                                                                                         
Dalším možným řešením, které využívá kladných vlastností stříbra, je použití speciálních vrstev, které mají schopnost zničit nebo deaktivovat bakteriální a virové kmeny. Těmito vrstvami by bylo možné pokrýt mnohé povrchy v nemocničním prostředí, kde je tento globální problém nejpalčivější. Jedna třída takových vrstev byla vyvinuta v pracovištích Technické Univerzity Liberec. Tato vrstva je v současnosti předmětem rozsáhlých medicínských, chemických, mechanických testů a konverze v klinický produkt.[15] Do testování těchto vrstev je zapojen i olomoucké pracoviště na Přírodovědecké fakultě, které testuje mechanickou odolnost vrstev na konkrétních substrátech (podložkách – sklo, plexisklo, lino, kovy) a tímto i výdrž vrstev v nemocniční praxi. Vrstvy jsou vyvíjeny tak, aby vykazovaly dlouhodobou odolnost proti otěru, tedy účinkovaly, pokud možno, co nejdéle.             

Účinnost těchto vrstev je založena na znalosti známé lidstvu po staletí, jak bylo zmíněno výše. V pružné vrstvě jsou obsaženy nanočástice kovů, z nichž nejaktivnější je právě stříbro. Bakterie napadají lidskou tkáň komplexním útokem, který nelze popsat jednoduše. Ionty stříbra na ně působí tak, že neutralizují jejich schopnost reprodukce. Bakterie se totiž potřebují mnohonásobně rozmnožit, aby v tisících a milionech jedinců byli schopni zavalit a útočit na zdravou lidskou tkáň. Nerozmnožující bakterie tak vymřou v prvních generacích a nezpůsobí rozvinutí infekce. Viry jsou oproti bakteriím nicotné, ale o to o mnoho nebezpečnější. Jsou to složitější kusy genetické informace, obalené v proteinových strukturách. Do buněk lidského těla pronikají přes receptory, které mají buňky v buněčné stěně tím, že si vytvoří podobnou povrchovou strukturu, jako ten receptor normálně přijímá. „Obelhaná buňka“ pak virus přijme a ten ji přeprogramuje. Zde ionty stříbra fungují tak, že se přímo navážou na receptory viru, a tak jej zcela oslepí. Vir je v podstatě obalen a deaktivován. Příkladem může být excelentní efektivita proti kmenu MRSA, který byl stoprocentně zneutralizován do 80 minut.[16]                                                              

Těmito vrstvami by byla pokryta okna, podlaha, nemocniční přístroje a zařízení, především inkubátory, tím by bylo efektivně zamezeno vzniku a šíření zdrojů infekcí a okolí pacientova lůžka by bylo zcela sterilní.  S touto optimistickou ideou vyvstává otázka, jaký je časový horizont uvedení objevu do praxe? Jaká je reálná možnost zapojení „stříbrných vrstev“ do běžného užití vzhledem jejich pravděpodobným vysokým nákladům výroby? Podobně skepticky by se dalo přemýšlet nad komplikacemi související zejména s dopadem zvýšené koncentrace tohoto kovu v životním prostředí obdobně, jako je tomu u jiných těžkých kovů. Avšak odpovědi na tyto otázky by zcela předběhly výzkumnou praxi.

Markéta Poskočilová

                         






[1] Lange-Ernst, M. E.: Antibiotika – omyly a pravda. Šance. Rizika. Alternativy. Olomouc 2005, s. 5-9.;
Jeřábková, K.: Informovanost středoškolské mládeže o nemocech věkové kategorie 15 – 20 let
ve Zlínském kraji. Zlín 2013, s. 11-12.
[2] Betina, V.: Chémia a biológia antibiotík. Bratislava 1981, s. 15.
[3] Betina, V.: Chémia a biológia antibiotík. Bratislava 1981, s. 15-16.
[4] Rolinson, G. N.: Vývoj penicilinů. In: Éra antibiotik. Brno 1997, s. 78.
[5] Čížková, V.: Vážíme si antibiotik? Brno 2007, s. 9.
[6] Vacek, V.: Dopad antibiotik na tvářnost infekčních nemocí. In: Éra antibiotik. Brno 1997, s. 20-21.; Lange-Ernst, M. E.: Antibiotika – omyly a pravda. Šance. Rizika. Alternativy. Olomouc 2005, s. 9.
[7]  Lange-Ernst, M. E.: Antibiotika – omyly a pravda. Šance. Rizika. Alternativy. Olomouc 2005, s. 47.; Williams,    J. D.: Zajištění optimálního používání antibiotik. In: Éra antibiotik. Brno, 1997, s. 37.; Swartz, M. N.: Perspektiva antibiotické éry. In: Éra antibiotik. Brno 1997, s. 30.
[8] Pichichero, M. E.: Farmakoekonomické aspekty antibiotické terapie. In: Éra antibiotik. Brno 1997, s. 48.
[9] Williams, J. D.: Zajištění optimálního používání antibiotik. In: Éra antibiotik. Brno, 1997, s. 39.
[10] Lange-Ernst, M. E.: Antibiotika – omyly a pravda. Šance. Rizika. Alternativy. Olomouc 2005, s. 33.
[11]  Boucher, H. W. - Corey, G. R.:  Epidemiology of Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus. In: Clinical Infectious Diseases, 46. 2008, s. 344-349.
[12] W.H. Organization: Antimicrobial resistance: global report on surveillance, 2014.
[13] Pies, J. – Reinelt, U.: Koloidní stříbro. Velká kniha zdraví pro člověka, zvířata a rostliny. Olomouc 2012, s.      14-16.
[14] Kvítek, L.: Studium přípravy a aplikačních možností nanočástic stříbra (Habilitační práce). Olomouc 2008, s. 25-27.
[15] patent CZ303861, patent CZ303250 (B6), World Patent WO2013/174356A1
[16] Šlamborová I. – Zajícová, V. – Karpíšková, J. – Exnar, P. – Stibor, I.: New type of protective hybrid and nanocomposite hybrid coatings containing silver and copper with an excellent antibacterial effect especially against MRSA. Materials Science and Engineering: C, 33. 2013, s. 265-273., Tomáštík, J.: Tribological testing of hybrid thin films using scratch test. Společná Laboratoř Optiky Univerzity Palackého a Fyzikálního Ústavu Akademie věd České republiky. Wear. 2005. (článek je v recenzním řízení)

Share This Story

Tags:
Unknown

You Might Also Like

0 komentářů