Criza superbacteriilor ar putea ucide 10 milioane de oameni pe an până în 2050. Dar oamenii de știință au o soluție

Una dintre problemele majore cu care se confruntă omenirea în prezent o reprezintă superbacteriile, scrie CNN, care dedică un material amplu acestui subiect.

Durerile de urechi ale Cynthiei Horton sunt un coșmar.

„Mă pot trezi din somn cu dureri îngrozitoare, ca și cum aș avea un canal radicular fără anestezie”, a spus ea. „Când mă așez, din urechea mea curge infecție și sânge.”

Deja slăbit de o luptă de o viață cu lupusul, sistemul imunitar al lui Horton a fost devastat de runde de radiații și chimioterapie după o operație din 2003 pentru o tumoare canceroasă în ureche.

Infecțiile urechii au devenit norma, de obicei ameliorate de o rundă de antibiotice. Dar, cu trecerea anilor, bacteriile din urechea lui Horton, în vârstă de 61 de ani, au devenit rezistente la antibiotice.

„Aceste superbacterii rezistente la mai multe tipuri de medicamente pot provoca infecții cronice timp de luni sau ani, uneori zeci de ani. Este ridicol cât de virulente devin unele dintre aceste bacterii în timp”, a declarat Dwayne Roach, profesor de imunologie la Universitatea de Stat din San Diego.

Anul trecut, medicii s-au oferit să trateze infecția lui Horton cu unii dintre cei mai vechi prădători ai naturii – mici viruși cu aspect de trepied numiți fagi, concepuți pentru a găsi, ataca și înghiți bacteriile.

Creaturile microscopice au salvat viețile unor pacienți care ar fi putut muri din cauza infecțiilor cu superbacterii și sunt folosite în cadrul unor teste clinice ca o potențială soluție la problema tot mai mare a rezistenței la antibiotice. Numai în Statele Unite, în fiecare an apar peste 2,8 milioane de infecții rezistente la antimicrobiene.

Astfel de infecții reprezintă o „amenințare urgentă la adresa sănătății publice la nivel mondial”, ucigând 5 milioane de persoane în întreaga lume, potrivit statisticilor din 2019 ale Centrului pentru Controlul și Prevenirea bolilor din SUA.

„Se estimează că, până în 2050, 10 milioane de oameni pe an – adică o persoană la fiecare trei secunde – vor muri din cauza unei infecții provocate de o superbacterie”, a declarat epidemiologul specializat în boli infecțioase Steffanie Strathdee, codirector al primului centru dedicat terapiei cu fagi din America de Nord, IPATH, din cadrul Facultății de Medicină a Universității din San Diego.

Dornică să găsească o soluție diferită pentru infecțiile recurente ale urechii sale, Horton a acceptat să urmeze terapia.

Probele cu bacterii rezistente la medicamente au fost expediate de la cabinetul medicului ei din Pennsylvania la IPATH din UC San Diego. Ceea ce au descoperit oamenii de știință a fost neașteptat.

Bacteria cultivată din urechea lui Horton se potrivea perfect cu o bacterie super-rară găsită în anumite mărci de picături pentru ochi, eliberate fără prescripție medicală, care făcuseră deja multe victime.

Brusc, căutarea unei soluții la problema lui Horton a căpătat un nou sens. Bacteriile din urechea ei i-ar putea ajuta pe oamenii de știință să găsească fagi capabili să trateze și infecțiile oculare?

O problemă de lungă durată și contagioasă

Cazurile grave de infecții oculare rezistente la antibiotice au început să apară în mai 2022. Până în luna ianuarie a anului următor, CDC a declarat că cel puțin 50 de pacienți din 11 state au dezvoltat infecții cu superbacterii după ce au folosit lacrimi artificiale fără conservanți. Până în mai 2023, epidemia s-a extins în 18 state: 4 persoane au murit, 14 au suferit pierderi de vedere, iar alte zeci au dezvoltat infecții în alte părți ale corpului.

„Doar o mică parte dintre pacienți au avut de fapt infecții oculare, ceea ce a făcut ca focarul să fie incredibil de dificil de rezolvat”, a declarat epidemiologul Dr. Maroya Walters, care a condus investigația CDC privind lacrimile artificiale.

„Am văzut persoane care au fost colonizate de acest organism dezvoltând infecții ale tractului urinar sau ale tractului respirator la câteva luni după aceea, chiar dacă nu mai foloseau aceste picături”, a spus Walters. „Un pacient a răspândit infecția la alte persoane din unitatea sanitară”.

Vinovatul a fost o tulpină rară de Pseudomonas aeruginosa rezistentă la medicamente, care nu fusese niciodată identificată în Statele Unite înainte de izbucnirea epidemiei, a declarat CDC.

Horton nu folosise niciodată picături pentru ochi, însă bacteria cultivată din urechea ei avea aceeași tulpină rară. Folosind aceste bacterii și alte probe trimise de CDC, oamenii de știință de la IPATH s-au apucat imediat de treabă și au identificat mai mult de o duzină de fagi care au atacat cu succes agentul patogen letal.

Oamenii de știință de la CDC au fost intrigați de această descoperire, atât de mult încât au consemnat disponibilitatea tratamentului cu fagi pentru superbacterii pe site-ul CDC.

„Au adus în discuție această idee: atunci când avem un focar provocat o bacterie și opțiuni de tratament atât de limitate, ar trebui să ne gândim la aceste terapii alternative?”, a declarat Walters.

Ce este această mică creatură care poate răsturna bacterii capabile să reziste la toate medicamentele științei moderne? Și mai important, ar putea tratamentul cu fagi să devină un jucător important împotriva crizei superbacteriilor?

Războiul microscopic din interiorul nostru

Datorită evoluției, bacteriile din lumea de azi au un inamic natural: niște viruși minusculi numiți „bacteriofagi programați genetic pentru misiuni de căutare și distrugere”. În acest joc microscopic „Terminator”, fiecare set de fagi este conceput în mod unic pentru a găsi, ataca și devora un anumit tip de agent patogen.

„Fiecare specie bacteriană, sau chiar genotipuri din cadrul acesteia, poate avea un întreg repertoriu de fagi care o atacă, folosind o mare varietate de metode pentru a pătrunde în celula bacteriană și a o slăbi”, a declarat Paul Turner, profesor de ecologie și biologie evolutivă la Universitatea Yale și membru al facultății de microbiologie de la Școala de Medicină Yale din New Haven, Connecticut.

Pentru a contracara atacul, bacteriile folosesc diverse manevre evazive, cum ar fi desprinderea pielii exterioare pentru a elimina porturile de andocare pe care fagii le folosesc pentru a intra, a devasta și, în cele din urmă, pentru a exploda agentul patogen în bucăți de substanță bacteriană.

Aceasta este o veste bună, deoarece bacteriile proaspăt dezbrăcate își pot pierde rezistența la antibiotice, devenind din nou vulnerabile la eliminare. Fagul, însă, este scos din acțiune, nu mai este capabil să lupte.

Ca succesul să fie maxim, specialiștii caută o varietate de fagi pentru a ataca o superbacterie, uneori creând un cocktail de războinici microscopici care pot continua atacul atunci când unul dintre ei este neutralizat.

Terapia cu fagi 3.0

În laboratoarele din întreaga țară, oamenii de știință care se ocupă de fagi duc cercetarea și descoperirea la un alt nivel: „fagoterapia 3.0”. Oamenii de știință din laboratorul Yale al lui Turner sunt ocupați cu cartografierea fagilor. Laboratorul lui Roach din San Diego State investighează răspunsul imunitar al organismului la fagi, dezvoltând în același timp noi tehnici de purificare a fagilor pentru a pregăti eșantioanele de utilizare intravenoasă.

În prezent, sunt în curs de desfășurare studii clinice pentru a testa eficacitatea fagilor împotriva infecțiilor intratabile ale tractului urinar, a constipației cronice, a infecțiilor articulare, a ulcerelor, a amigdalitei și a infecțiilor persistente și recurente care apar la pacienții cu fibroză chistică. Infecțiile cronice frecvente în cazul fibrozei chistice sunt provocate, de obicei, de diferite tulpini de Pseudomonas aeruginosa rezistente la medicamente, același agent patogen responsabil de infectarea urechii lui Horton și de focarul lacrimilor artificiale.

O serie de laboratoare dezvoltă biblioteci de fagi, stocate în tulpini găsite în natură despre care se știe că sunt eficiente împotriva unui anumit agent patogen. În Texas, o nouă instalație face un pas mai departe, accelerând evoluția prin crearea de fagi în laborator.

„În loc să ne aprovizionăm cu noi fagi din mediul înconjurător, avem un bioreactor care creează în timp real miliarde și miliarde de fagi”, a declarat Anthony Maresso, profesor asociat la Baylor College of Medicine din Houston.

„Majoritatea acestor fagi nu vor fi activi împotriva bacteriilor rezistente la medicamente, dar la un moment dat va exista o variantă rară care a fost antrenată, ca să spunem așa, să atace bacteriile rezistente, iar noi o vom adăuga la arsenalul nostru”, a spus Maresso.

Laboratorul lui Maresso a publicat anul trecut un studiu privind tratarea a 12 pacienți cu fagi personalizați în funcție de profilul bacterian unic al fiecărui pacient. A fost un succes: bacteriile rezistente la antibiotice în cazul a cinci pacienți au fost eradicate, în timp ce alți câțiva pacienți au prezentat îmbunătățiri.

„Există o mulțime de abordări în acest moment care se desfășoară în paralel”, a spus Roach. „Facem inginerie cu fagi? Facem un cocktail de fagi, dar de mare să fie cocktailul? Este vorba de doi fagi sau de 12 fagi? Ar trebui ca fagii să fie inhalați, aplicați local sau injectați intravenos? Există o mulțime de studii în curs de desfășurare.”

Până în prezent, manipularea genetică a fagilor a fost dificilă din cauza naturii lor simplificate: „Fagii normali sunt optimizați de evoluție pentru a fi mașini de ucis slabe și meschine. N-avem prea mult spațiu de manevră ca să le schimbăm natura”, a declarat Elizabeth Villa, profesaoră de biologie moleculară la UC San Diego, care studiază o nouă formă de fag numită „jumbo”.

„«Jumbo» au genomuri foarte mari și se apropie de a avea un nucleu care încapsulează materialul genetic, ceea ce le protejează de unele dintre mecanismele pe care bacteriile le folosesc împotriva”, a declarat Dr. Robert „Chip” Schooley, un important specialist în boli infecțioase de la UC San Diego, care este co-director al IPATH.

Ingineria genetică a fagilor ar permite oamenilor de știință să vizeze amestecul unic de agenți patogeni rezistenți la antibiotice al fiecărei persoane, în loc să caute în apele reziduale, mlaștinile, iazurile și în alte locuri de reproducere a bacteriilor pentru a găsi fagul potrivit pentru această sarcină.

Alături de bibliotecile de fagi, ingineria genetică este, de asemenea, o cheie pentru a produce fagi în masă, pentru a fi distribuiți pe scară mai largă. În Rusia și în Georgia, unde terapia cu fagi este utilizată de zeci de ani, pacienții pot cumpăra cocktailuri de fagi de la raftul farmaciilor.

Toată această activitate a atras atenția CDC. Pe lângă utilizarea unui cocktail de fagi pentru a trata în timp real un focar de superbacterii, fagii ar putea ajuta, de asemenea, la combaterea unei probleme mai largi: recolonizarea persoanei infectate cu aceeași superbacterie, a declarat Walters de la CDC.

„Problema este că, atunci când pacienții au infecții cu aceste bacterii rezistente la medicamente, ei pot purta în continuare acel organism în sau pe corpul lor, chiar și după tratament”, a spus Walters. „Ei nu prezintă niciun semn sau simptom de boală, dar pot face din nou infecții și pot, de asemenea, să transmită bacteria altor persoane.”

Cu toate acestea, dacă fagii ar putea fi folosiți pentru a „decoloniza” o populație bacteriană din interiorul unei persoane cu risc ridicat, „ar putea scădea cu adevărat probabilitatea de a dezvolta o infecție și de a se răspândi la alții, ceea ce reprezintă o mare parte a problemei”, a spus Walters.