Půda je plná bakterií odolných k antibiotikům

24. září 2010

Farmaceuti nestačí vyvíjet nová antibiotika, aby udrželi krok s rostoucí odolností bakterií k lékům. Bakterie si dokážou geny zaručující odolnost velmi čile vyměňovat.

Každá "novinka" se na tomto bakteriálním "trhu s geny" rychle ujme. Kanadští vědci zjistili, že nepřeberným sortimentem genů pro rezistenci k antibiotikům disponují bakterie žijící v půdě. Člověk na tom není bez viny. Velkým překvapením skončil výzkum vědců z kanadské McMasterovy university, kteří pátrali v půdě po bakteriích odolných k antibiotikům. Půda je jich plná. Kanadští mikrobiologové to jasně dokázali ve vědecké stati zveřejněné prestižním vědeckým týdeníkem Science.

Vědci vedení Gerardem Wrightem prověřili 480 různých druhů bakterií. Každá odolávala nejméně šesti různým antibiotikům. Některé vzdorovaly plné dvacítce těchto léků. Kanadští mikrobiologové testovali půdní mikroorganismy proti tradičním i zcela novým antibiotikům. Byly mezi nimi léky přirozeně produkované pozemskými organismy, léky vzniklé umělou modifikací přírodních látek i antibiotika zcela "syntetická", jejichž obdobu z přírody neznáme. Míra rezistence k antibiotikům dosahuje u půdní mikroflóry šokujících dimenzí. Plná polovina testovaných mikrobů byla vybavena enzymy pro rozklad antibiotika rifampinu, hojně užívaného k léčbě tuberkulózy. Původci tuberkulózy odolní proti tomuto léku přitom tak dokonalou výbavu ani nemají. Léku vzdorují díky mutaci genu pro "cílovou molekulu", na níž rifampin útočí. V půdě je však připraven gen pro enzym, který rifampin "láme". Několik bakterií dokáže enzymaticky zneškodnit telitromycin užívaný k léčbě infekcí dýchacích cest. Používají k tomu opět triky, jaké mikrobiologové dosud u žádného původce infekcí dýchacích cest neviděli. Půdní bakterie si mnoho nedělají ani z horkých novinek na farmaceutickém trhu. Řada jich odolávala daptomycinu, jež byl teprve nedávno nasazen k léčbě kožních infekcí.

Rezistence k těmto lékům se dá logicky vysvětlit. Bakterie různých druhů spolu vedou sveřepé boje o místo k životu a využívají k tomu i vlastní antibiotika. Ta ničí okolní bakterie, ale jejich producenti jsou k nim odolní, aby nezahubili sami sebe. Mezi bakteriemi jsou proto k dispozici geny chránící před nejrůznějšími antibiotiky a mikrobi si je mohou navzájem půjčovat. Bakterie se často zmocní DNA, která zůstala v půdě po uhynulém mikroorganismu. Mohou tak získat i geny, které se tváří v tvář antibiotiku používanému lékaři ukážou jako velice užitečné. Nositelé takových genů se dostávají do výhody a v mikrobiální populaci vyvolávající infekce převládnou. Tento proces by běžel i bez přičinění člověka, který mnohé z antibiotik získal právě od volně žijících mikrobů. Na každou takovou "zbraň", kterou si od mikroorganismů vypůjčíme, existuje v mikrobiálním světě s vysokou pravděpodobností protizbraň. Je jen otázkou času, kdy ji na nás původci chorob "vytasí".

Člověk nestojí stranou těchto závodů v antibiotickém zbrojení mezi mikroorganismy a významně do nich zasahuje. Svědčí o tom odhalení rezistence půdních mikrobů proti antibiotikům vymyšleným a vyrobeným člověkem. Mikrobi zřejmě nikdy nic podobného nepotkali, dokud tyto léky neopustily výrobní linky farmaceutických provozů. Přesto si vyvinuli schopnost jim vzdorovat. Dovedou se ubránit ciprofloxacinu používanému k léčbě infekcí močového ústrojí i linezolidu, jenž představuje jeden z posledních trumfů farmacie proti vysoce odolným kmenům enterokoků, stafylokoků a pneumokoků.

Kanadští vědci varují. Původci lidských onemocnění mají v půdní mikroflóře hotovou pokladnici genů zaručujících odolnost k nepřebernému spektru antibiotik. A vše nasvědčuje tomu, že je nenechají ležet ladem. Cesty, jakými mikrobi "z podzemí" zásobují geny své "nadzemní" protějšky halí tajemství. Přesto mají vědci k dispozici indicie, které bakterie z takového "pašování" genů usvědčují. Geny zajišťující původcům onemocnění člověka odolnost k antibiotiku vankomycinu se nápadně podobají genům, jakými se před smrtícími účinky vankomycinu chrání jeho přirození producenti z řad bakterií Actinomyces.

A jak se geny z "výrobce" antibiotika dostaly na mikroby, které má lék ničit? S vysokou pravděpodobností v tom má prsty člověk. Evropští zemědělci přidávali do krmiv hospodářským zvířatům antibiotikum avoparcin, které je derivátem vankomycinu. Zkrmování antibiotik je dnes sice zakázáno, ale ještě zcela nedávno zemědělci tímto způsobem "preventivně čistili" svá zvířata od choroboplodných bakterií a zajišťovali si tak prosperitu svých chovů. O antibioticích hovořili eufemisticky jako o "stimulátorech růstu". Zvířata krmená avoparcinem měla ve výkalech bakterie eneterokoky, které vzdorovaly nejen avoparcinu, ale i vankomycinu určenému pro léčbu lidí. Geny pro odolnost k vankomycinu se dosud nejasnými cestičkami dostaly do eneterokoků vyvolávajících střevní infekce u člověka. První epidemie vyvolané odolnými enterokoky byly zaznamenány v 90. letech dvacátého století v USA. Během deseti let si geny chránící bakterie proti vankomycinu našly cestu do bakterie Staphylococcus aureus, jež vyvolává velice nebezpečná onemocnění. Takzvaný "zlatý stafylokok" získal gen pro rezistenci k vankomycinu zřejmě v těle pacienta se silně oslabenou imunitou, který měl vřed na noze infikovaný rezistentním enterokokem a "obyčejným" stafylokokem. Stafylokok se chopil nabídnuté šance a využil ji do mrti. Dnes se lékaři potýkají se "zlatými stafylokoky", na které už vankomycin nezabírá.

Poselství stati v časopisu Science je jasné. V půdě pod našima nohama leží časovaná biologická bomba. Její doutnák jsme už dávno nevědomky zapálili.

Spustit audio