Rezistentní bakterie vyžadují nový přístup. Pomoci mohou bakteriofágy
Příliš časté předepisování antibiotik neustále zvyšuje odolnost původců infekcí. Antibiotika se tak nedají použít v situacích, kdy dříve byla běžně používána a kdy dobře a účinně léčila různorodé infekce. „Jde zejména o pacienty jednotek intenzivní péče, nemocné po komplikovaných chirurgických výkonech a po transplantacích,“ uvedl primář antibiotické stanice pražské Nemocnice Na Homolce Vlastimil Jindrák. Rostoucí antibiotická rezistence je tak vážná, že ji lze označit za globální hrozbu. Možné řešení přitom lidstvo zná už od počátku minulého století.
Bakterie má rýmu
Bakterie dokážou porážet stále nová antibiotika zejména proto, že se nesmírně rychle množí. Generační doba bakterie se počítá v minutách. Během délky jednoho lidského života vznikne tolik generací bakterií, že mají více prostoru pro evoluci než celé lidstvo. Situace dospěla tak daleko, že mnoho bakteriálních kmenů je dnes resistentních vůči většině antibiotik a některé nemocniční kmeny zlatého stafylokoka jsou již resistentní vůči všem známým antibiotikům včetně vankomycinu. Vankomycin je dnes lékem takzvané poslední instance, který se podává, když vše ostatní selže. Přitom musí existovat prostředek, který drží populace bakterií všech druhů na uzdě, jinak by jejich hmota rostla exponenciálně až do vyčerpání zdrojů snad celé planety. Tím omezujícím faktorem jsou viry.
Už na konci devatenáctého století britský chemik Ernest Hanbury Hankin zaznamenal, že něco neznámého v řece Ganze likviduje bakterie cholery. Neznámý faktor se podařilo izolovat až o dvacet let později, v roce 1915. Objevené organismy byly nazvány bakteriofágy. Infekce způsobené bakteriemi měly v té době často neléčitelný charakter, a tak se s novým objevem začalo rychle experimentovat. Objev penicilinu a dalších antibiotik však tuto cestu vývoje léčby infekcí na dlouhý čas přerušil.
Potíž se skrývá v tom, že jeden druh bakteriofágu napadá jen specifický druh bakterie, nebo nanejvýš skupinu příbuzných druhů bakterií. Identifikace fága, který zlikviduje konkrétní bakterii, tedy není jednoduchá, navíc byly zdokumentovány i případy, kdy se bakterie spojená s virovou DNA stane pro lidský organismus ještě nebezpečnější. Fágy mohou totiž nést geny, kódující antigeny a toxiny, které jsou pro lidský organismus vysoce nebezpečné. Přenášeny mohou být například shiga toxin do známé střevní bakterie E. coli, cholera toxin do Vibrio cholerae nebo toxin způsobující syndrom toxického šoku do zlatého stafylokoka. K vyloučení možnosti přenosu genů kódujících toxiny je nutná analýza fágových genomů, což je sice neporovnatelně levnější než vývoj antibiotik, ale úplně levné to také není.
Sovětská cesta
Díky možnostem analýzy genomu virů nyní tato terapie začíná být znovu aktuální jak při léčbě bakteriálních onemocnění, při vyhlazování nemocničních infekcí, tak v potravinářství jako nástroj k odstranění patogenů, jako je salmonela. V Sovětském svazu byly fágy po šedesát let využívány jako alternativa k antibiotikům. V Gruzínském Eliavově ústavu pomocí bakteriofágů úspěšně léčí diabetickou nohu, proleženiny, žaludeční vředy, tyfus a paratyfus, choleru a další.
Podobný ústav relativně nedaleko od nás je v polské Wroclawi, kam se této sice sto let staré, nicméně stále experimentální léčbě jezdí podrobovat pacienti z celého světa. Banka bakteriofágů ve wroclavském institutu totiž patří k nejrozsáhlejším na světě. V chladu o teplotě dva až osm stupňů Celsia se uchovávají fágy z několika kontinentů.
Výhody fágové léčby oproti antibiotikům jsou zřejmé. Daný fág zabíjí jen danou bakterii, zatímco antibiotika ničí i další druhy a narušují mikrobiální rovnováhu. Léčba ověřenými fágy probíhá bez nežádoucích účinků a mnohdy stačí i nízká dávka a jednorázová aplikace. Bakterie se samozřejmě proti fágům brání stejně jako proti antibiotikům. Jakmile bakterie zmutuje, najde se jiný vhodný fág. Je však nutné otestovat jeho genom z hlediska nežádoucích účinků.
Sbohem antibiotika?
Proč tedy pořád používáme antibiotika, se všemi vedlejšími účinky a drahým vývojem, když máme možnost využívat přírodní, přirozené prostředky, které jsou bez vedlejších účinků, působí extrémně rychle a jsou levnější? Pravými důvody, proč se zatím nedaří zavést fágovou terapii v západním světě, jsou zastaralé předpisy pro schvalování nových léčiv. Ty nepočítají s použitím směsí léčiv, které by působily účinněji než při podání samostatně, takže neuznávají v Gruzii široce používané fágové koktejly. Kromě byrokracie je tu také lobby výzkumných ústavů, které si nemohou patentovat de facto i de iure starý a osvědčený způsob léčby.
Přesto se najdou podnikatelé, kteří tomuto odvětví farmakologie věří. V biotechnologickém inkubátoru INBIT v areálu kampusu Masarykovy univerzity v Brně loni v září zahájila provoz nového specializovaného pracoviště česká společnost Imuna CZ, která vyvíjí novou formu fágového koktejlu, neboli směs bakteriofágů ničících infekci, která se v medicíně používá jako lokální přípravek pro léčbu akutních stafylokokových infekcí. Lék s názvem Stafal dosud existoval pouze v tekuté formě s omezenou dobou použitelnosti. Firma pracuje na stabilnější práškové podobě. „Výsledkem naší práce bude prášek, jehož předností bude dvojnásobná doba použitelnosti, zvýšená stabilita a bezpečnost oproti kapalné formě. Vývojová část na tomto přípravku byla ukončena a potvrzena výrobou vzorků,“ říká Marek Moša, ředitel firmy Imuna CZ. V laboratořích brněnského inkubátoru teď společnost začne lék vyrábět ve větším množství. Odzkoušený a schválený práškový Stafal se k prvním pacientům dostane podle Moši nejdříve za dva roky.
Těžko odhadnout, jak se bude vyvíjet obranyschopnost bakterií v nekonečném cyklu miliard budoucích generací. Vědci v padesátých letech také netušili, že potenciál antibiotik vyprchá prakticky do konce století. I kdyby však bakterie našly nějakou specifickou formu obrany, která by znemožnila použít fágy jako lék, věda už ví o dalším potenciálním řešení tohoto problému – takzvaná enzybiotika (ze slov „enzym“ a „antibiotikum“). Sám název naznačuje způsob jejich fungování. Jde o enzymy schopné rozpouštět vnější buněčné membrány, což vede k zániku bakterie. Podobným způsobem tělo nakládá s vlastními odumřelými buňkami. Použití purifikovaných endolyzinů má podobné výhody jako fágová terapie, tedy rychlost, nízké nebo žádné vedlejší efekty, malou pravděpodobnost vzniku rezistentních kmenů a oproti fágům navíc odpadá jednak nutnost analýzy genomu, jednak je spektrum působení endolyzinů širší. To znamená, že jeden enzym „zabírá“ na více druhů bakterií. Enzybiotikům je v současnosti věnována velká pozornost. Zatím byly v purifikované formě využity v potravinářství, diagnostice bakterií a experimentální léčbě infekcí.
