Antibiootikumiresistentsuse nähtuse suureneva leviku tõttu on muutumas antibiootikumide uute ravimite väljatöötamine üha vajalikumaks.
Antibiootikumiresistentsuse
Antibiootikumiresistentsus on nähtus, kus bakterid muutuvad antibiootikumiravi suhtes tundmatuks - seega resistentseks.
Seetõttu ei suuda ravim ravida nakkuse eest vastutavate bakterite kasvamist või pärssida seda.
Antibiootikumiresistentsus võib olla kahte tüüpi:
- Sisemine resistentsus, see on resistentsus, mis on juba olemas bakterites isegi enne ravimi võtmist;
- Omandatud või tekitatud resistentsus, see on resistentsus, mis areneb bakterites alles pärast antibiootikumi võtmist.
Pärast esimeste antibiootikumide avastamist on neid ravimeid laialdaselt kasutatud, kuigi mitte alati õigesti.
Tegelikult on antibiootikumide kuritarvitamine ja väärkasutamine - eriti viimastel aastatel - soodustanud omandatud resistentsuse arengut bakterite poolt; seetõttu eelistasid nad uute resistentsete bakteritüvede valikut.
Antibiootikumide kasutamine isegi siis, kui see ei ole vajalik, või arsti poolt määratud annuse ja ravi kestuse eiramine on mõned valed käitumised, mis on eelistanud ja kahjuks ikka veel soodustavad antibiootikumiresistentsuse arengut.
Nendel põhjustel keskendutakse uuringutele uutele terapeutilistele strateegiatele, mis võivad olla antibiootikumiravile kehtivad alternatiivid, lootes leida uusi ravimeetodeid, mis on võrdselt tõhusad nakkuste vastu võitlemisel, mis ei soodusta resistentsuse teket ja põhjustavad vähem kõrvaltoimed.
Bakteriofaagi ravi
Bakteriofaagid (või faagid) on viirused, mis võivad nakatada bakterirakke, kuid mitte inimese rakke.
Täpsemalt ründavad bakteriofaagid baktereid, süstides nende geneetilise materjali, et nad saaksid paljuneda. Tegelikult ei ole viirus võimeline iseseisvalt replitseeruma ja seda tegema, peab ta kasutama teisi rakke, antud juhul bakterirakke.
Seetõttu paljunevad bakteriofaagid bakterisiseselt, kuni nad põhjustavad lüüsi ja järelikult surma.
Bakteriofaagide avastamine
1896. aastal täheldas Briti bakterioloog Ernest Hankin, et India jõgede ja Jumna jõe vetes on antibakteriaalsed omadused, mis vähendasid koolera ja düsenteeria juhtude esinemist kahe jõe lähedal asuvates piirkondades.
Hankin hüpoteesis, et need antibakteriaalsed omadused omistatakse tundmatule ainele, mis suudab ületada jõe vee filtreerimiseks kasutatavaid portselanfiltreid, kuid mis võivad kõrgel temperatuuril laguneda (termolabiilne).
Järgnevatel aastatel täheldasid teised bakterioloogid sarnaseid nähtusi, kuid ükski neist ei suurendanud seda.
Peaaegu kakskümmend aastat pärast Hankini esimest vaatlust täheldas inglise bakterioloog Frederick Twort sarnast nähtust Hankini kirjeldusega ja oletas, et antibakteriaalse toimega "tundmatu aine" võib olla viirus. Rahaliste vahendite puudumise tõttu ei suutnud Twort jätkata oma uurimistööd selles valdkonnas.
Alles kaks aastat pärast Prantsuse-Kanada mikrobioloogi Felix d'Herelle'i avastas 1900. aastate alguses bakteriofaagide olemasolu või pigem taas avastas.
Varsti pärast avastamist tegi d'Herelle esimese katse võtta bakteriofaagil põhinev ravi düsenteeria raviks. See katse oli edukas.
Seejärel testiti ka bakteriofaagi ravi teiste infektsioonide raviks ja isegi nendel juhtudel saadi positiivsed tulemused.
Antibiootikumide tekkimisega lükati bakteriofaagide kasutamine läänes siiski ära hiljuti avastatud ravimite kasutamise kasuks.
Seevastu Ida-Euroopas on bakteriofaagi ravi edasi arenenud ja seda kasutatakse tänapäeval.
Bakteriofaagi ravi taasavastamine
Antibiootikumiresistentsuse pideva suurenemise tõttu tekitab taas bakteriofaagiravi - läänes antibiootikumide tekkega kõrvale jäetud - taas suur huvi.
Bakteriofaagid on bakterite looduslikud vaenlased ja neil on eelised antibiootikumide ees:
- Nad on väga spetsiifilised, kuna iga bakteriofaag on selektiivne teatud bakteriliikide või isegi spetsiifiliste bakteritüvede suhtes. See omadus on väga oluline, sest sel viisil on infektsiooni eest vastutavad bakterid ainus ravi eesmärk ja me ei tunnista inimese bakteriaalse taimestiku moodustavate mikroobide tapmist, nagu sageli juhtub tavaliste antibiootikumidega. Kõik see vähendab paljude antibiootikumide poolt põhjustatud kõrvaltoimeid, nagu näiteks kõhulahtisus.
- Tänu bakterite lüüsile stimuleerivad bakteriofaagid kaudselt immuunsüsteemi. Tegelikult genereeritakse bakteriaalse lüüsiga rakulised fragmendid, mida tunnevad ära meie immuunsüsteemi rakud; see nähtus võimaldab seega aktiveerida kõiki inimkehas looduslikult esinevaid kaitsemehhanisme.
- Võib juhtuda, et bakterid tekitavad resistentsust ka bakteriofaagide vastu, kuid kui see juhtub, saavad faagid kiiresti areneda uue tüve, mis suudab baktereid uuesti rünnata.
- Kui nakkuse eest vastutavad bakterid kõrvaldatakse, kaovad bakteriofaagid ka.
- Nad on odavad, kuna bakteriofaagid on looduses kergesti kättesaadavad.
Hoolimata olulistest eelistest, võivad bakteriofaagidel olla ka mõningaid puudusi:
- Kuna bakteriofaagid on teatud tüüpi bakterite suhtes väga spetsiifilised, tuleb teatud infektsioonide raviks teostatud faagipõhine preparaat iga patsiendi jaoks isikupärastada. Seetõttu on vaja täpselt kindlaks teha, millised bakterid on nakkuse eest vastutavad. See võib tekitada probleeme, eriti juhul, kui patsient on eluohtlik ja ei ole aega teha asjakohaseid teste, et tuvastada nakkust vallandavaid baktereid.
- Sama faagipreparaadis võib sisalduda organismi kahjulikud bakteriaalsed toksiinid.
- Võib esineda bakteriaalsete geenide ülekandumine viiruste vahel.
- Pärast bakteriaalset lüüsi võib kehasse tuua liiga palju toksiine, mis põhjustab immuunsüsteemi liigset stimuleerimist; see võib põhjustada toksilise šoki tekkimist.
Igal juhul on bakteriofaagi ravi hoolimata puudustest jätkuvalt sobiv alternatiiv antibiootikumiravile.
Tõenäoliselt on suurimaks takistuseks faagipreparaatide väljatöötamise viis. Tegelikult saab neid preparaate saada suhteliselt lühikestel aegadel, lähtudes looduses leiduvatest ainetest (näiteks jõe vesi). Kuid need valmistamismeetodid ei vasta Lääne standarditele, mis reguleerivad uute ravimite väljatöötamist ja kasutamist.
Ameerika Ühendriikides on toidu- ja ravimiamet (FDA) siiski heaks kiitnud bakteriofaagipõhiste preparaatide kasutamise inimtoiduks ettenähtud loomade, taimede ja vastavate derivaatide puhastamiseks.
Kvoorumitundlikud inhibiitorid
Kvoorumitundliku inhibiitori teraapia tekitab märkimisväärset huvi antibiootikumiravi võimaliku alternatiivina.
Selline ravi ei suuda baktereid tappa, kuid takistab neil põhjustada keha kahjustusi.
Selle ravi toimemehhanismi paremaks mõistmiseks on lühike sissejuhatus selle kohta, mis on kvoorumitundlik, kasulik.
Kvoorumit tunnetavad
Kvoorumitundmine on bakterite poolt üksteisega teabe vahetamiseks kasutatav side.
Suhtlemisel kasutavad bakterid konkreetseid keemilisi ühendeid (nn enesesindutseerijaid), mis annavad teavet bakterite populatsiooni kohta, sealhulgas teavet selle suuruse kohta.
Kui bakterite populatsioon on jõudnud kvoorumi (mille grammatiline tähendus on minimaalne liikmete arv, mis on hädavajalik ja vajalik juhtimisotsuste tegemiseks), toimivad autoinduktorid, soodustades või inhibeerides teatud tüüpi geenide transkriptsiooni ja reguleerides aktiveerimist või vähem kui metaboolsed radad.
Kvoorumitundlik mehhanism on tuvastatud peaaegu igasugustes bakterites (nii grampositiivsed kui ka gramnegatiivsed), sealhulgas inimestele patogeensed.
Patogeensed bakterid suhtlevad üksteisega kahjulike ainete tootmise reguleerimiseks või mehhanismide aktiveerimiseks, mis võimaldavad neil mitte tuvastada peremeesorganismi immuunsüsteemi rakke. Teised bakterid suudavad kvoorumi sensori abil kahjulike ainete tootmist edasi lükata seni, kuni bakterite koloonia on jõudnud sellistesse mõõtmetesse, mis tagavad nakkuse tekkimise peremehe immuunsüsteemi ülekoormamise teel.
Kvoorumitundlikud inhibiitorid
Seepärast on kvoorumitundlik teatud patogeensete bakterite kommunikatsiooni ja nende poolt tekitatud kahjulike ainete vabanemise jaoks oluline.
Seetõttu võib bakteriaalsete kommunikatsioonide sellise vormi blokeerimine olla kasulik bakteriaalsete infektsioonide alguse peatamiseks, mis muidu võivad põhjustada tõsiseid patoloogiaid (nagu näiteks koolera või Pseudomonas aeruginosa infektsioonid).
Lisaks näib, et kvoorumitundliku inhibiitori teraapia tekitab antibiootikumraviga võrreldes väiksema bakteriresistentsuse riski.
Positiivseid tulemusi on andnud uuringud, mis on tehtud loomade kohta, kes kasutasid kvoorumi suhtes tundlikke inhibiitoreid, et vältida Staphylococcus'i infektsioonide teket .
Seetõttu arendatakse selles valdkonnas tehtavaid uuringuid, püüdes tuvastada uusi molekule, mis on võimelised inhibeerima bakteriaalset kommunikatsiooni ja sellest tulenevaid infektsioone ja patoloogiaid.
