Сага об антибиотиках. Научно-популярная лекция Алексея Водовозова 11.04.2019

Сага об антибиотиках. Научно-популярная лекция Алексея Водовозова

Основная проблема, которая есть на сегодня - это резистентность бактерии к антибиотикам. . Какие "правила антибиотиковой безопасности" нужно знать и соблюдать, чтобы не попасть под "дружественный огонь" мощного оружия против микробов?

Правильная терминология -протовомикробные припараты.

Первый антибиотик называется -пенициллин. Пенициллин назвали антибиотиком постфактум. На самом деле первым антибиотиком был стрептомицин, открытый Зельманом Ваксманом. И именно Зельман Ваксман первый предложил термин антибиотик.

Это была целенаправленная разработка. Стрептомицин - это тот антибиотик, который искали в земле, в тех почвенных бактериях для борьбы с туберкулезной палочкой.

В 1952 году Зельману была присуждена Нобелевская премия. И на процедуре вручения профессор из Короллинского института Арвирд Волгрен сказал, что : "В отличие от пенициллина, открытого профессором Александром Флемингом, которое было в значительной степени обусловлено случаем, получение стрептомицина стало результатом длительного, систематического и неутомимого труда большой группы ученых".

Основная проблема,которая есть на сегодня -это резистентность бактерии к антибиотикам.

Это следствие эволюционной борьбы, потому что мы подсмотрели оружие у бактерий. Они за миллионы лет научились вырабатывать устойчивость к антибиотикам. И как только против них применяется некий антибиотик, они вспоминают что у них есть, перебирают и закрываются и антибиотик больше не действует.

Специалисты из Гарвардской медицинской школы, наконец-то показали как резистентность выглядит в живую. Корытце Петри- разделена на 9 зон, которые залиты агаром (рис.1).

В первой зоне нет ничего, во второй однократное летальное для данного микроорганизма доля антибиотика под названием триметоприм, далее десятикратное, стократное и в центре тысячи кратное.

Принцип опыта простейший. Мы засеваем вот в эти в крайние зоны бактерии, в частности кишечную палочку, наиболее известный модельный организм. Она моментально размножается, потому что ей ничто не мешает. После этого у нас первые резистентные. Это к единичной витальной для этого организма дозе. Там гибнут сотни поколений и происходит там это все очень быстро. Быстро прошли и через первый и через десятикратный. Быстро пробираются к тысячекратной дозе антибиотиков. Все это происходит за 11 дней. 11 дней хватило им, что выработать устойчивость к такой гигантской дозе.

Самое интересное, что в первый раз использовался бактериостатик, он просто останавливает рост бактерий. Он достаточно известен под названием бисептол. В клинической практике используется редко.

Второй опыт с тем же корытцем, с теми же бактериями использовали антибиотик Ципрофлоксацин, очень известный на сегодня фторхиналон. Широко используемый на сегодня во всех клинических случаях. По тому же принципу со 100000 кратной летальной дозы бактерии справились.

Как только мы применяем антибиотик, у тех бактерий у которых есть такие мутации просто выживают и в дальнейшем дают потомство. Если у них нет такой мутации, то они умирают в гигантских количествах.

Есть так называемый горизонтальный перенос генов, они могут передавать гены которые позволяют им справятся. Либо синтезировать какие то белки-специализированные. Либо как то изменять при помощи тех же белков свою структуру, клеточную стенку и т. д.

Самое печальное, что они могут передать даже здоровым бактериям, вроде бы которые должны погибать от этих антибиотиков, могут просто делится этими генами.

Вторая проблема, что это возможно по очень разным и многим путям(рис.2.)

Это может идти со стороны сельского хозяйства, Фекалии животных могут попадать в воду, в поля, где выращиваются овощи.

Нет припятский для бактерий для того что бы обмениваться генетической информацией.

Почему например японцы могут хорошо переваривать нори, а остальные например не умеют. Это как раз пример переноса генов.

Второй вариант, это распространение через других пациентов, через госпитальную инфекцию.

Есть несколько подходов к преодолению этой резиденции.

Во -первых мы можем, с точки зрения современной химии, создавать очень большое количество самых различных антибиотиков. Второй вариант, мы можем заранее посмотреть, как наш микробиом, который у нас есть, как они реагируют на вполне конкретные антибиотики.

Люди все разные и у всех разные и реакции и метаболизм и т. д. Эти показатели индивидуальны. Используя микрофлюидный биосенсор(рис.3), при помощи различных антительных наборов. Мы можем посмотреть скорость усвоения тех или иных антибиотиков. Это инфекция бактерий. Мы натравливаем на бактерию ее естественного врага.

Эти фаги устроены так: это такие же вирусы как атакуют и наши клетки. Он вводит свою генетическую информацию внутрь бактерии, бактерия начинает синтезировать соответствующие белки, из этих белков собираются вирусные частицы, которые через некоторые время уничтожают эту клетку и выходят на свободу. Соответственно в дальнейшем происходит инфицирование соседних бактерий, точно так же как это происходит с нашими клетками. Бактериофаг тоже приспосабливается.

Так же можно использовать деловибрионы (рис. 4).

Мы можем использовать 3d таблетки для того, что бы конкретную дозу данному человеку давать. Но это один вариант, на самом деле таких вариантов побольше. У нс получается как снаряд броня. Мы можем придумывать до бесконечности какие то вещи с антибиотиками, а бактерии будут очень быстро вырабатывать к ним самые различные способы защиты.

Поэтому лучше если у нас будут альтернативы из других направлений. Например хорошо забытые бактериофаги.

Ту же кишечную палочку, показную на опыте-крипсиэла. Берем делавибрион. Это бактерия, которая ест бактерию. Постепенно он начинает свою жизнедеятельность, растет, разрастается и клетка разрывается.

Здесь представлена микрофотография, когда делавибрион проникает в кишечную палочку.(рис. 5.)