Може ли да бъде избегнат антибиотичния апокалипсис?

Може ли да бъде избегнат антибиотичния апокалипсис?

В днешно време сме заплашени от много апокалипсиса. Климатичен апокалипсис. Апокалипсис на безработица. Апокалипсис от кибер война, водена чрез изкуствен интелект. Но антибиотичен апокалипсис или възможното морално остаряване на това, което е едно от най-ефективните оръжия на човечеството от праисторическо време във войната срещу болестите. Въпреки това то изглежда в своята крайност много стряскащо. Казват, че ние сме се запътили към следващата черна чума, с милиони мъртви, а модерното общество ще се окаже в руини.

Големият проблем е развилата се резистентност. За биологичните изследователи от високо равнище – хора, разполагащи с бюджети и високотехнологично оборудване, се оказва, че не е толкова трудно в повечето случаи да се открие молекулна контрамярка. Жизнените цикли на микроорганизмите са деликатни по дефиниция и днешната наука е станала много добра в намирането и използване на такива техни слабости, когато е необходимо.

Въпросът не е, че нямаме лекарства. Проблемът е, че всеки път, когато ги използваме, те стават все по-малко ефективни. Учените публикуват изследвания за бактерии, които са станали устойчиви на последните ни и най-добри антибиотици, цитирайки покачване на смъртните случаи, предизвикани от устойчиви на лекарства бактерии и назовавайки вълната от резистентни заболявания „тихо цунами“, което е тест и заплаха за нашето т.нар. доминиране на планетата.

Print

Еволюцията е болка

human-immunodeficiency-virus-HIV-3Да направим малко отклонение, за да обсъдим един поучителен случай на еволюция, въпреки че технически той се отнася за антивирусните лекарства, а не за антибиотиците (антибактериалните). Историята се отнася до едно от най-ранните изпитания на лечение на HIV с т.нар. азидотимидин (AZT), което в основата си е равностойно на химиотерапия, но за СПИН. AZT е частично нефункционална версия на „Т“ от групата А, C, T и G нуклеотидите на ДНК, който замества здравите T и обърква бързото масово производство на нови вирусни геноми. Разбира се, AZT се „завинтва“ и във всяка добре работеща ДНК клетка, което обяснява защо е толкова ужасно неприятен за пациента.

Изследователите откриват, че тази болка е напразна, най-малкото, когато AZT е се използва самостоятелно. Макар циркулиращите нива на маркерите да се сриват в отговор на въвеждането на AZT, те винаги в крайна сметка се изравнят и бавно се връщат на предишното ниво. След известно време вие просто измъчвате човек с лекарство, което вече няма някакъв ефект. Но, интересното е, че, ако се въведе отново след период на липса на лечение, високите нива на пациента отново спадат – те отново са чувствителни към AZT.

Print

Въпросът защо това е така измъчва изследователите от известно време. Оказва се, че вирусните ензими, които грабят безплатно А, C, T и G и ги добавят към все по-голяма ДНК верига, се нуждаят само от една малка химична модификация, за да не могат да хващат азидотимидина, докато все още са в състояние да хващат здрав тимин. Веднага след като дори един-единствен вирусен геном случайно произведе такъв мутантен ензим, популацията на тази клетка може бързо да зарази повторно домакина с резистентен на AZT щам, свободен от конкуренцията на други, нерезистентни щамове.

Това, което е толкова невероятно в тази история, е, че тази малка химическа модификация, буквално само единична химична група, прибавена към един ензим в сложния жизнен цикъл на вируса, е достатъчна, за да произведе сериозна популация. Причината AZT чувствителността да се връща след известно време е, че ензимите с анти-AZT израстъци по тях винаги изискват повече енергия за изграждане на нова клетка от обикновените AZT уязвими ензими. Когато лекарите завършват лечението с AZT и вече няма смисъл от по-нататъшното му прилагане, тогава за удивително кратък период от време по-ефективните версии успяват да победят своите устойчиви родственици и отново да доминират вирусната популация.

hiv1-cut-out-White-L.1000

Томографска реконструкция на HIV-1 вирус. Данни от Бригс и др., 2006

 

Оттук се вижда колко нюанса може да приеме вътрешната еволюция в един организъм. Степента на една промяна, която може да отнеме милиони години, за да се прояви в среда на по-висши геноми при бозайниците, характеризиращи се с дълъг живот и невероятни вътрешни връзки и зависимости, може да се прояви много бързо чрез прости, „бързооборотни“ вирусни геноми.

Смисълът на тази история е, че когато се бориш с развиващ се враг, не можеш да разчиташ на предишните си победи. Оказва се, че най-добрият начин да се използва AZT е с пълно разбиране на това как точно той работи и как не-мислещи генетични роботи ще реагират на него във всеки един случай. По този начин можем да прилагаме AZT и производните им лечения в по-големи схеми, намалявайки отрицателното им въздействие върху пациентите и ограничавайки размера на селективността в еволюцията на самия HIV. Ние можем да се научим да използваме AZT по такъв начин, че да не минираме въздействието му в процеса на лечение, както и нашата собствена безопасност.

Довърши си рецептурния цикъл

Въпреки че се развиват и са способни на селекция (подбор), вирусите технически не са живи. Истинските инфекции от инвазивни видове – бактерии като ешерихия коли или едноклетъчни паразити като тези, които предизвикват малария, често са също толкова упорити. Те могат да имат много по-сложни жизнени цикли и да си  проправят път в тялото с подобни на тях, здрави бактериални видове, които не можем да си позволим риска да убием поради страничните увреждания.

Голямата разлика между микробната лекарствена резистентност и вирусната лекарствена резистентност е, че микробите са по-големи, по-сложни и се разпространяват за много по-дълго време. Еволюционните тенденции, които виждаме в един човек в случая на ХИВ и азидотимидин, могат да се видят в бактериалната еволюция, само като се проследи цяла човешка популация в течение на времето. Не лечението на отделни индивиди с AZT е отговорно за създаването на резистентни популации, а леченията, които общественото здравеопазване избира, и реакциите му към полу-регулярните огнища.

image-20160113-8441-1qh44x8

Когато вземаме антибиотик, като цяло, ние използваме едно несъвършено лекарство просто, за да унищожим микробната инфекция. Не е нужно да убием 100% от микробите в еднократно лечение – можем да постигнем едно и също нещо, като убиваме 95% от тях отново и отново, и отново.

Първото нещо, което вашият лекар ще ви каже, когато ви предписва антибиотик, е това: „Изпълнете си рецептата“. Причината трябва да е очевидна – колкото по-дълго вземате антибиотик, толкова по-малка е вероятността да има оцелели. Тези оцелели може да бъдат твърде малко на брой, за да предизвикват някакви симптоми, което означава, че може да започнете да се чувствате по-добре, което води до прекратяване на лечението. Някои хора мислят, че трябва да вземат остатъка, в случай, че се разболеят отново.

И не забравяйте, тежестта за отговорното използване на антибиотиците е точно толкова при лекарите колкото и при пациенти. В стремежа си да задоволят всеки пациент, влязъл в кабинета им, лекарите хронично предписват антибиотици за инфекции, които могат лесно да бъдат преборени от здраво тяло. Медицинската професия обаче вече адаптират своите практики и лекарите стават много по-настойчиви в техните указания към пациентите, така че да помогнат за забавяне на прехода към така наречената „пост-антибиотична ера“.

Когато антибиотиците са добре предписани и всеки завърши своя цикъл, резултатите често са изненадващо добри. Това води до смъртта на леко резистентни щамове, които иначе биха могли да оцелеят и преминат към по-нататъшно подобряване на потеклото си. Това спира веригата на еволюционни нововъведения, които биха могли хипотетично да започнат общо, годишно възраждане на заболяването и да го превърнат във всеобхватна криза на общественото здраве.

Широкообхватни последици

Перспективата за резистентни микроби е почти толкова важна за индустрията, колкото и за медицината. Съвременните животновъдни ферми често са буквално фабрики за размножаване на патогенни бактерии, а животните могат да се съхраняват живи и здрави в такива условия само с чести инжекции на антибиотици. Тъй като тези инжекции стават все по-малко ефективни, селскостопанските практики, ще трябва да станат също по-малко ефективни, което означава, че цените ще се покачват и наличностите ще се понижават. В най-лошия случай може също да видим намаляване на безопасността на храните, тъй като земеделските производители ще се опитват да заобикалят правилата и да поддържа старите маржове на печалба.

anti 4

И все пак съвременната наука дава надежда. Откриват се изцяло нови, високоефективни антибиотици. Освен това молекулярният дизайн и технологиите се движат напред скокообразно, което означава, че развитието на нови ефективни лекарства е все по-лесно. В известен смисъл, въпросът почти със сигурност не е дали имаме техническата възможност за създаване на лечения достатъчно бързо, за да се противопоставим на микробната еволюция, а дали сме в състояние да завършим, произведем, заплатим за, разпространим и администрираме широко тези лечения, преди те вече да са остарели. Ето защо някои виждат „пост-антибиотичната ера“ като ужасяващо, класово разслоено бъдеще, когато уязвимостта ви към заболяване може да бъде продиктувана от вашата икономическа класа.

antibiotic-hero

Само не забравяйте, че има реални стъпки, които можете да предприемете като пациент и че има реална причина да се надяваме, че науката може да коригира и да подобри собствените си практики достатъчно бързо, за да се избегне адът, в който нашите предци са били принудени да живеят.

Можете да възприемете и разумни стъпки като човек, преди да сте станали пациент. А те са всеизвестни – максимално полезно (за предпочитане вегетарианско) хранене, движение (за предпочитане сред природата), добър режим на сън, спокойствие на работа и доброжелателно отношение към хората и животните. Ако повече хора възприемат такъв нормален начин на живот, не само няма да има апокалипсис, но и животът на планетата ще е много по-добър.

 

About Author

tvoite technology

Екипът на дигиталното издание на списание Твоите технологии

Write a Comment

Your e-mail address will not be published.
Required fields are marked*