Wiemy, że bakterie są oporne na coraz większą liczbę antybiotyków. Tylko skąd to się bierze, dlaczego tak się dzieje? Bakterie, tak jak każdy inny organizm, aby przetrwać musi nabyć pewne cechy, które pozwolą im na przeżycie w danych warunkach. Jeśli w środowisku pojawiają się antybiotyki, czy inne toksyczne dla komórki bakteryjnej substancje, to aby przetrwać musi „nauczyć się” z tym żyć. Dziś porozmawiamy sobie ogólnie o kilku mechanizmach, jakie bakterie nabyły, aby móc przetrwać w niekorzystnych dla nich warunkach.

Lekooporność

Zacznijmy sobie od definicji. Lekooporność to cecha organizmu, która objawią się niewrażliwością na daną substancję. Możemy też mieć do czynienia z wielolekoopornością i wśród bakterii mówimy o tym zjawisku, gdy mamy do czynienia z opornością na więcej niż trzy grupy antybiotyków [1].

Należy pamiętać również, ze oporność mikroorganizmów nie jest niczym nowym i pojawia się naturalnie ze względu na interakcje organizmów ze środowiskiem, w którym żyją. Bakterie muszą dostosowywać się do środowiska, w którym żyją, więc w obecności naturalnie produkowanych cząsteczek antymikrobiologicznych musiały wytworzyć takie mechanizmy, które pozwolą im na przetrwanie w danym otoczeniu. To normalne, że bakterie będą oporne na działanie jednego, czy dwóch czynników przeciwmikrobiologicznych.

My jednak zetknęliśmy się z innym problemem. W wyniku stosowania wielu czynników przeciwdrobnoustrojowych naraziliśmy bakterie na występowanie w środowisku z wieloma różnymi klasami antybiotyków. Niektóre bakterie, te które przetrwały, wykształciły oporność na te leki. Głównie działo się to szpitalach, gdzie stosuje się ich najwięcej. W wyniku złego rozdysponowania leków przeciwbakteryjnych przez lekarzy, jak i stosowania ich przez pacjentów, czy wykorzystania ich w hodowli zwierząt bakterie „przyzwyczajały się” do środowiska w jakim żyją i stąd mamy dziś tak ogromny problem ze zwalczaniem bakterii.

Tak naprawdę istnieje wiele możliwości nabycia oporności przez bakterie i jest to dużo bardziej złożone zagadnienie niż nam się wydaje. Każdy organizm będzie zachowywał się inaczej. To co dzieje się in vivo (warunki na żywo) nie zawsze da się odzwierciedlić in vitro (warunki laboratoryjne). Dajmy na to różne inokulum bakterii, z jakim mamy do czynienia u pacjentów. Dawka leku powinna być zależna między innymi od tego na jakie inokulum bakterii działamy oraz jaka jest wrażliwość tych bakterii na dany preparat. Jose M. Munita i Cesar A. Arias w swojej pracy przeglądowej o mechanizmach lekooporności bakterii podają świetne przykłady tego jak złożony jest to problem. [2]

Zmiany genetyczne w bakteriach

Z ewolucyjnego punktu widzenia bakterie wykorzystują dwie główne strategie polegające na zmianach genetycznych do obrony przed antybiotykami.

• Są to mutacje w określonych genach często związane z miejscem działania konkretnego środka antymikrobiologicznego;
• nabycie obcego DNA przez horyzontalny transfer genów (HTG), kodującego gen oporności na jakąś substancję (Ryc. 1).

Mutacja, której wynikiem jest oporność na działanie antybiotyku, zmienia działanie antybiotyków poprzez jeden z mechanizmów, takich jak:

• modyfikacja cząsteczki antymikrobiologicznej (beta-laktamazy, enzymy modyfikujące aminoglikozydy),
• zmniejszenie wchłaniania leku,
• wykorzystanie pomp Efflux,
• modyfikacja celu.

Z kolei HTG może pozwolić komórce bakteryjne nabyć nowe cechy, w tym oporność na antybiotyki poprzez transdukcję, transformację, albo koniugację. W koniugacji wykorzystywane są ruchome elementy genetyczne, takie jak plazmidy i transpozony, które są wektorami niosącymi informację genetyczną (informacja bezpośrednio z chromosomu także może być przekazana). Te elementy właśnie odgrywają kluczową rolę w rozwoju oporności u bakterii [1,2].

Wiedza Polaków o antybiotykach i oporności bakterii

Od 2008 r. Europejskie Centrum ds. Zapobiegania i Kontroli Chorób (ang. European Centre for Disease Prevention and Control – ECDC) ustanowiło 18.11 Europejskim Dniem Wiedzy o Antybiotykach, a Polska aktywnie dołączyła do tej inicjatywy. W Polsce między 2009 a 2011 rokiem przeprowadzono 5 badań w okresach przed i po kampanii (która była rzetelnie przeprowadzona). Ankietowano łącznie 5004 osoby w wieku 18 – 65 lat i powyżej tego wieku, z różnych okolic, o innym wykształceniu, itd.

Spośród tych osób 38% przyznało, że korzystało z antybiotyków w ciągu ostatnich 12 miesięcy i 90% z nich dostało receptę na antybiotyk od lekarza, a 3 % korzystało z antybiotyków bez recepty. Około 40% osób spodziewało się, że dostanie przepisany antybiotyk na grypę. 80% ankietowanych wiedziało, że antybiotyki działają na bakterie, ale 60% myślało, że również na wirusy. Zaobserwowano również, że myślenie o tym, że antybiotyki działają także na wirusy malała wraz z wiekiem ankietowanych.

Aż 49% osób uważało, że antybiotyki działają na grypę, a 36%, że na przeziębienie. We wszystkich przeprowadzonych falach badania około 86% osób przyznało, że nierozsądne użycie antybiotyków może prowadzić do lekooporności bakterii [3].

Co wiedzą studenci medycyny?

W 2018 roku przeprowadzono badanie na temat antybiotyków i oporności bakterii na nie wśród 291 studentów medycyny. Wielu ze studentów przyznało, że lekooporność to poważny problem, albo będzie on poważny w przyszłości. 4% studentów uważało, że antybiotyki są skuteczne w leczeniu zwykłego przeziębienia. 82,5% ankietowanych przyznało, że lekarze zbyt często przepisują antybiotyki. Zdecydowana większość, bo ponad 90% wyraziła chęć poszerzenia swojej wiedzy na temat użycia antybiotyków [4].

Literatura

1. De Oliveira, D. M., Forde, B. M., Kidd, T. J., Harris, P. N., Schembri, M. A., Beatson, S. A., … & Walker, M. J. (2020). Antimicrobial resistance in ESKAPE pathogens. Clinical microbiology reviews, 33(3), e00181-19. DOI: 10.1128/CMR.00181-19.
2. Munita, J. M., & Arias, C. A. (2016). Mechanisms of antibiotic resistance. Virulence mechanisms of bacterial pathogens, 481-511. DOI: 10.1128/microbiolspec.VMBF-0016-2015.
3. Mazińska B, Strużycka I, Hryniewicz W. (2017). Surveys of public knowledge and attitudes with regard to antibiotics in Poland: Did the European Antibiotic Awareness Day campaigns change attitudes? PLoS One. DOI: 10.1371/journal.pone.0172146.
4. Sobierajski, T., Wanke-Rytt, M., Mazińska, B., Karpierz, K., & Hryniewicz, W. (2019). The Knowledge on antibiotics and antimicrobial resistance among Polish medical students. European Journal of Public Health, 29(Supplement_4), ckz186-517. DOI: 10.1093/eurpub/ckz186.517
5. https://www.nfid.org/antibiotic-resistance/what-is-antibiotic-resistance/ (rycina)