( c ) Terapi fag

91 tahun telah berlalu sejak ditemukannya penisilin, obat pertama yang merevolusi efektivitas pengobatan penyakit bakteri.

Selama hampir seabad keberadaan obat antibakteri, banyak penyakit hampir dilupakan. Jadi, sejak tahun 1947 diyakini bahwa Yersinia pestis, bakteri wabah, penyebab kematian 150 juta orang, dikalahkan. Dan sarana utama dari tahap pertama pengobatan adalah antibiotik.

Namun, karena meningkatnya kemungkinan kembalinya yang terlupa dan munculnya penyakit menular baru, Organisasi Kesehatan Dunia telah membunyikan alarm selama dekade terakhir. Penyebab bencana adalah kelalaian, kebodohan dan evolusi. Segera, bahkan luka normal pada jari dapat berakhir dengan kematian. Tetapi metode perjuangan baru akan datang.

Masalah pertama

Seleksi alami bakteri resisten antibiotik

Dalam populasi bakteri yang berbeda, molekul yang dipengaruhi oleh antibiotik memiliki "sensitivitas" yang berbeda. Selain itu, bakteri dari spesies yang sama dapat berbeda satu sama lain, seperti kepingan salju - melalui keanekaragaman, kehidupan selalu menemukan jalannya.

Secara acak, beberapa bakteri kurang rentan terhadap aksi antibiotik, dan beberapa bakteri yang bertahan setelah genosida akan memberikan keturunan yang akan tumbuh dan mati, tetapi akan memiliki waktu untuk meninggalkan keturunannya, yang dalam serangkaian generasi akan menciptakan populasi "ideal".


Transfer molekul DNA resisten antibiotik (plasmid) diisolasi dari kromosom antar bakteri

Masalahnya tidak datang sendiri. Para peneliti telah menemukan bahwa beberapa bakteri dapat mentransfer gen resistensi ke bakteri lain dari spesies yang sama atau berbeda. Pemindahan terjadi terlepas dari apakah antibiotik ada dalam perawatan atau tidak.

Sejak ditemukannya penisilin, penggunaan antibiotik yang berlebihan telah secara signifikan mempengaruhi perkembangan resistensi bakteri - kekebalan terhadap agen antimikroba, yang menyebabkan munculnya infeksi super yang tidak dapat disembuhkan.

Menyeberang Rubicon

Untuk mengurangi penyebaran resistensi antimikroba, alat AWaRe (Access, Watch and Reserve), yang dikembangkan oleh para ahli WHO dalam bentuk daftar obat efektif utama, saat ini digunakan.

Dalam daftar ini, antibiotik dibagi menjadi tiga kelompok: Akses (ketersediaan, obat pilihan pertama), Pengawasan (kewaspadaan) dan Cadangan (cadangan). Ini menentukan antibiotik mana yang harus digunakan hanya untuk bakteri spesifik yang menyebabkan penyakit paling umum, yang secara signifikan meningkatkan risiko resistensi, dan yang harus digunakan dalam kasus-kasus ekstrem, dengan infeksi dengan resistensi ganda.

Dalam praktiknya, algoritma beroperasi sebagai berikut. Pelepasan dari tubuh pasien (nanah, luka, gesekan dari bronkus, dll.) Dikumpulkan dalam botol steril dan dikirim ke laboratorium bakteriologis, di mana ditentukan bakteri mana dalam bahan, antibiotik mana yang sensitif terhadapnya, dan mana yang resisten terhadap antibiotik, dan mana yang resisten terhadapnya. .

Jika bakteri tidak sensitif terhadap antibiotik lini pertama, dokter beralih ke obat yang jarang digunakan. Beberapa dari mereka harus selalu dalam stok dan tidak digunakan di mana obat-obatan lain dapat menangani. Dengan demikian, mikroorganisme kurang akrab dengan mereka dan masih sensitif.

Ironisnya, di antara antibiotik cadangan, ada obat yang berasal dari bakteri itu sendiri. Sebagai contoh, colistin, diproduksi pada tahun 1949, berasal dari bakteri Paenibacillus polymyxa. Antibiotik ini, seperti yang lain dari kelompok cadangan terakhir, jarang digunakan. Namun, pada 2015, bakteri resisten colistin ditemukan.

Lebih dari 100 negara telah mengembangkan rencana nasional untuk memerangi resistensi antimikroba, tetapi 75% dari mereka tidak memiliki sarana atau motivasi untuk mendanai rencana penggunaan antibiotik yang tepat.

Secara khusus, Cina, terlepas dari rekomendasi internasional, menggunakan 12 ribu ton colistin (persiapan cadangan) per tahun untuk menggemukkan babi dan mencegah penyakit pada hewan lain.

Dengan tidak adanya pemahaman yang jelas tentang mengapa kontrol total dari penyebaran resistensi terhadap antimikroba diperlukan, matematika membantu para peneliti di seluruh dunia, yang memungkinkan Anda untuk mensimulasikan berbagai situasi dan menghitung risiko mengembangkan resistensi, termasuk yang fatal. Ilmu pengetahuan dengan ketelitian yang tak berperasaan menunjukkan apa yang mengancam dunia.

Kegagalan farmasi

Infografis menunjukkan tahun-tahun perkembangan antibiotik, kemudian dibawa ke praktik klinis. Yang pertama adalah arsphenamine, bahan kimia antimikroba yang mengandung arsenik berbahaya. Yang terakhir, daptomycin, telah kehilangan efektivitas terhadap beberapa jenis MRSA.

Setelah revolusi penisilin di medan perang Perang Dunia II, industri farmasi memasuki era keemasan antibiotik. Perusahaan-perusahaan mempekerjakan peneliti, misionaris, dan pelancong dari seluruh dunia untuk mengumpulkan sampel tanah untuk mencari senyawa antibakteri baru. Tetapi "zaman keemasan" dengan cepat menjadi sia-sia, dan pada 1980-an datang "musim dingin antibiotik," yang berlanjut hingga hari ini.

Saat ini, pengembangan antibiotik baru secara fundamental adalah peristiwa langka. Dari lima puluh obat dalam berbagai tahap uji klinis, kurang dari selusin benar - benar inovatif.

Investor dipandu oleh logika, bukan emosi: biaya obat-obatan seperti itu sulit meningkat, karena masyarakat bisa marah, dan Anda tidak boleh bergantung pada pengiriman reguler - dengan alasan obat itu dapat disiagakan.

Selain itu, setelah menghabiskan bertahun-tahun mencari zat baru dan uji klinis kemanjuran dan keamanan, perusahaan farmasi menghadapi risiko mendapatkan resistensi hanya beberapa bulan setelah memasuki pasar.

Dari semua yang diuji dalam uji acak tersamar ganda, terkontrol plasebo dalam beberapa tahun terakhir, hanya delapan antibiotik atau kombinasi yang telah disetujui: delafloxacin, meropenem + waborbactam, ozenoxacin, plasomycin, eravacycline, imipenem + cilastatin + relebactam, lefamulin.

Lefamulin, dipasarkan dengan merek Xenlent, adalah obat pertama yang disetujui dalam 20 tahun dengan mekanisme aksi baru terhadap pneumonia bakteri yang didapat masyarakat. Penting bahwa pabrikan tidak dapat memperoleh apa-apa dari kejayaan medis tanpa syarat.

Ini sudah terjadi . Jadi, perusahaan Achaogen, setelah menghabiskan $ 250 juta, selama 15 tahun mencoba membawa ke pasaran antibiotik baru - plasomycin, setelah itu tiba-tiba bangkrut.

Mengingat relevansi masalah, peneliti lain mencari pendekatan pragmatis baru dalam mengembangkan metode untuk menghambat pertumbuhan bakteri.

Penunggang optimisme

Startup ini telah mengembangkan platform untuk memprogram ulang bakteri pada bioprinter genetik yang mencetak fragmen DNA hingga 10 ribu pasangan basa.

Perusahaan bioteknologi yang berbasis di Boston, Ginkgo Bioworks, didukung oleh departemen militer AS DARPA dan modal ventura Y Combinator, alih-alih antibiotik yang lebih efektif, menciptakan probiotik pada bioprinter - bakteri berguna yang bertujuan memerangi mikroorganisme resisten “yang bersaing”.

Para ahli Biosains Lokus sedang mengembangkan produk yang sama-sama mengesankan dengan menggunakan metode pengeditan gen CRISPR Cas3. Teknologi CRISPR dikenal untuk menggunakan enzim Cas9, yang bertindak sebagai "gunting genetik" untuk memotong, mengedit, dan mengganti fragmen DNA.

Cas3 melebihi Cas9 dalam luasnya - ia mampu memengaruhi DNA yang panjang. CRISPR Cas3 dengan sengaja bertindak pada bakteri dan virus, dan tidak hanya memotong, tetapi secara efektif menghapus sekuens DNA tertentu - hingga 100 ribu pasang nukleotida sekaligus.

Locus Biosciences berencana untuk menggunakan teknologi ini untuk mengendalikan bakteri berbahaya. Dalam mendukung metode ini, ukuran besar enzim Cas3 berperan - ia bekerja pada sel bakteri, tetapi terlalu besar untuk menembus sel manusia dan merusak DNA kita.

Saya ingin menyelesaikan artikel yang penuh dengan kematian dan kekecewaan pada catatan utama. Kami tidak sendirian dalam perang melawan bakteri. Selama milyaran tahun, virus bakteriofag tetap menjadi salah satu alat paling ampuh untuk mengendalikan populasi mikroba, tetapi sulit dipelajari dengan latar belakang keberhasilan antibiotik.


Fag sibuk melakukan apa yang mereka sukai - mereka menyerang bakteri .

Setelah Perang Dunia Kedua, situasi paradoks berkembang. Di AS dan Eropa Barat, bakteriofag tetap menjadi fokus perhatian hanya ahli biologi, dan di negara-negara blok Timur, obat-obatan nyata dibuat dari bakteriofag. Akibatnya, Rusia telah menjadi pemimpin dunia dalam jumlah persiapan bakteriofag terdaftar .

Di Amerika Serikat, kebangkitan bakteriofag hanya terjadi dalam beberapa tahun terakhir. Pada bulan Mei 2019, hasil penggunaan campuran tiga jenis bakteriofag pada pasien dengan infeksi yang sulit diobati yang disebabkan oleh salah satu perwakilan mikobakteria non-TB Mycobacterium abscessus diterbitkan. Hasilnya menggembirakan - pasien pulih.

Penelitian telah dimulai pada sejumlah strain bakteriofag alami dan rekayasa genetika lainnya, tetapi obat yang tersedia untuk konsumen massal yang efektif terhadap bakteri tertentu hanya akan muncul dalam beberapa tahun.

Terlepas dari prestasi, kami berada di awal perjuangan yang panjang dan melelahkan melawan bakteri - pertempuran utama ada di depan. Sejauh ini, sebagian besar fag belum dideskripsikan atau tidak tersedia untuk manipulasi genetik.

Alat lain untuk memecahkan masalah antibakteri juga jauh dari sempurna. Sementara itu, tanpa meningkatkan kecepatan penelitian kimia dan farmasi, kita dihadapkan pada beberapa dekade ancaman global yang sulit.

Pada bulan September 2019, Komite Global untuk Pemantauan Kesiapan ( GPMB) mempresentasikan laporan World at Risk , yang mengakui kemungkinan nyata suatu patogen yang dapat membunuh 50-80 juta orang dalam pandemi baru.