Τα φυσικά «φάρμακα» κατά των υπερβακτηρίων

Ιοί που στοχεύουν και εξοντώνουν βακτήρια –γνωστοί ως βακτηριοφάγοι ή φάγοι –ίσως μια ημέρα δώσουν λύση στο συνεχώς διογκούμενο πρόβλημα των βακτηριακών λοιμώξεων που εμφανίζουν ανθεκτικότητα στις αντιβιοτικές θεραπείες. Ερευνητές του Κολεγίου Ιατρικής Baylor και του Ιατρικού Κέντρου για Βετεράνους E. DeBakey ανακάλυψαν, όπως ανέφεραν στην επιστημονική επιθεώρηση «Scientific Reports», ότι φάγοι κατάφεραν να μειώσουν σημαντικά το βακτηριακό φορτίο στον οργανισμό ποντικιών που είχαν μολυνθεί με θανατηφόρα «υπερβακτήρια» και να βελτιώσουν έτσι την κατάσταση της υγείας των πειραματόζωων.

«Η ερευνητική ομάδα μας θέλησε να προσδιορίσει εάν υπάρχουν φάγοι οι οποίοι είναι αποτελεσματικοί στην εξόντωση μιας μεγάλης ομάδας βακτηρίων που έχουν γίνει ανθεκτικά στα υπάρχοντα αντιβιοτικά και προκαλούν θανατηφόρα νόσο στους ανθρώπους» σημείωσε ο κύριος συγγραφέας της μελέτης, αναπληρωτής καθηγητής Μοριακής Ιολογίας και Μικροβιολογίας στο Κολέγιο Ιατρικής Baylor δρ Αντονι Μαρέσο και προσέθεσε: «Μας τελειώνουν οι εναλλακτικές επιλογές θεραπείας ασθενών με θανατηφόρες βακτηριακές λοιμώξεις. Χρειαζόμαστε αμέσως νέες ιδέες».

Οταν τα βακτήρια τεθούν εκτός ελέγχου μπορεί να εισέλθουν στην κυκλοφορία του αίματος και να μολύνουν ζωτικά όργανα του σώματος. Το ανοσοποιητικό σύστημα του ανθρώπινου οργανισμού αποκρίνεται στη βακτηριακή επίθεση εξαπολύοντας μια «στρατιά» εξειδικευμένων κυττάρων και μορίων. Ωστόσο η ανοσολογική απόκριση μπορεί κάποιες φορές να είναι υπερβολική οδηγώντας σε βλάβες των ιστών, σε οργανική ανεπάρκεια και τελικώς σε θάνατο –διαδικασία που ονομάζεται σήψη η οποία σκοτώνει το 50% των ασθενών που την εμφανίζουν, σύμφωνα με στοιχεία. Για να σταματήσει η σήψη, πρέπει να σταματήσει η βακτηριακή ανάπτυξη και εξάπλωση. Οι αντιβιοτικές θεραπείες συνήθως ελέγχουν την ανάπτυξη των βακτηρίων προλαμβάνοντας έτσι τις θανατηφόρες συνέπειες της σήψης. Ομως όλο και περισσότερα βακτήρια γίνονται ανθεκτικά στα αντιβιοτικά.

Στο πλαίσιο της νέας μελέτης οι επιστήμονες προσπάθησαν να «στρατολογήσουν» φάγους εναντίον των ανθεκτικών στα αντιβιοτικά βακτηρίων, αναβιώνοντας την αρχική ιδέα του Φελίξ ντ’Ερέλ την οποία είχε διατυπώσει το 1926. «Σκοπός μας ήταν να βρούμε φάγους που θα εξόντωναν 12 στελέχη βακτηρίων ανθεκτικών στα αντιβιοτικά τα οποία είχαν απομονωθεί από ασθενείς» εξήγησε ένας εκ των συγγραφέων της μελέτης, ο δρ Ρόμπερτ Ράμιγκ, καθηγητής Μοριακής Ιολογίας και Μικροβιολογίας στο Baylor. Και προσέθεσε: «Η πρώτη συνεισφορά μου στη μελέτη ήταν να βγω στο… κυνήγι φάγων. Εχω έναν αριθμό φάγων στο εργαστήριό μου, ωστόσο κανένας εξ αυτών δεν κατάφερε να σκοτώσει το ανθεκτικό στα αντιβιοτικά E.coli με το οποίο εργαζόμασταν –συγκεκριμένα τον τύπο 131 που αυτή τη στιγμή είναι πανδημικός σε όλον τον κόσμο».

Πτηνά και σκυλιά συχνά «κουβαλούν» εντός τους τα βακτήρια για τα οποία ενδιαφέρονταν οι ερευνητές ενώ επίσης φέρουν φάγους συγκεκριμένους για αυτά τα βακτήρια. Ετσι ο δρ Ράμιγκ, ο δρ Μαρέσο και η Σαμπρίνα Γκριν, προπτυχιακή φοιτήτρια στο Πρόγραμμα Μοριακής Ιολογίας στο Baylor, βγήκαν για… κυνήγι σε τοπικά πάρκα και καταφύγια πουλιών ώστε να συλλέξουν περιττώματα πουλιών και σκύλων. «Απομονώσαμε έναν αριθμό φάγων από τα περιττώματα. Κανένας φάγος δεν μπορούσε από μόνος του να σκοτώσει και τα 12 βακτηριακά στελέχη, ωστόσο δύο ή τρεις φάγοι μαζί μπορούσαν να εξολοθρεύσουν όλα αυτά τα βακτήρια σε καλλιέργειες στο εργαστήριο».

Με βάση αυτά τα καλά πρώτα αποτελέσματα οι ερευνητές προχώρησαν στο επόμενο βήμα –στο να προσδιορίσουν αν οι φάγοι θα ήταν σε θέση να εξολοθρεύσουν ανθεκτικά στα αντιβιοτικά βακτήρια σε ένα ζωικό μοντέλο σήψης.

Ενα από τα μοντέλα ζώων που δημιούργησαν μιμείται το πώς οι ασθενείς με καρκίνο αναπτύσσουν εν δυνάμει θανατηφόρες λοιμώξεις κατά τη διάρκεια υποβολής τους σε χημειοθεραπεία. «Κάποιοι ασθενείς με καρκίνο που υποβάλλονται σε χημειοθεραπεία αναπτύσσουν λοιμώξεις οι οποίες προκαλούνται από βακτήρια που υπό φυσιολογικές συνθήκες ζουν στο έντερό τους χωρίς να προκαλούν προβλήματα» ανέφερε η κυρία Γκριν. «Η χημειοθεραπεία έχει ως στόχο να εξοντώσει τα καρκινικά κύτταρα, ωστόσο μια από τις παρενέργειές της είναι ότι καταστέλλει το ανοσοποιητικό σύστημα. Το γεγονός αυτό αποτελεί σημαντικό παράγοντα κινδύνου για λοιμώξεις με βακτήρια τα οποία ορισμένες φορές είναι φαρμακοανθεκτικά».

Οι ερευνητές λοιπόν ανέπτυξαν ένα μοντέλο ποντικού που έλαβε ανθεκτικά στα αντιβιοτικά βακτήρια τα οποία και αποίκισαν τον γαστρεντερικό σωλήνα. «Τα ποντίκια αυτά δεν εμφάνισαν σημάδι ασθένειας» είπε ο δρ Μαρέσο. Οταν όμως τα ζώα έλαβαν χημειοθεραπεία τα βακτήρια μετακινήθηκαν από το έντερο σε άλλα όργανα, γεγονός που οδήγησε σε μια θανατηφόρα λοίμωξη που έμοιαζε με τη σήψη. Σε εκείνη τη φάση στον οργανισμό των ζώων προστέθηκαν οι φάγοι. «Η αποτελεσματικότητά τους στη μείωση των επιπέδων των βακτηρίων και τη βελτίωση της υγείας των πειραματόζωων ήταν τεράστια» ανέφερε ο δρ Μαρέσο συμπληρώνοντας ότι το σημαντικότερο όλων ήταν πως «αυτά τα «φάρμακα» ανακαλύφθηκαν, απομονώθηκαν, ταυτοποιήθηκαν και δοκιμάστηκαν μέσα σε λίγες εβδομάδες και με χρήματα λιγότερα από εκείνα που οι περισσότεροι από εμάς θα ξόδευαν μέσα σε έναν μήνα στο μανάβικο».

Ενα σημαντικό πλεονέκτημα των φάγων σε σύγκριση με τα αντιβιοτικά είναι ότι δεν φαίνεται να συνδέονται με παρενέργειες όπως η εξόντωση των «καλών» βακτηρίων του μικροβιώματος του εντέρου. Παράλληλα οι φάγοι δεν μολύνουν τα ανθρώπινα κύτταρα. Ενα άλλο πολύ μεγάλο πλεονέκτημά τους είναι ότι μπορούν να εξελίσσονται. Αν για παράδειγμα αναπτυχθεί ανθεκτικότητα σε μια ομάδα φάγων μπορεί να ταυτοποιηθούν νέοι φάγοι στο περιβάλλον ή να αναπτυχθούν στο εργαστήριο μέσα σε λίγες ημέρες. Αυτό δεν είναι δυνατόν να συμβεί με τα αντιβιοτικά που είναι χημικές ουσίες. Μπορεί να χρειαστούν χρόνια για να αναπτυχθεί ένα αντιβιοτικό και με κόστος που φθάνει τα δισεκατομμύρια δολάρια.

Το σενάριο του μέλλοντος

Ιδού το σενάριο του μέλλοντος, όπως το περιέγραψε ο δρ Μαρέσο: «Ενας ασθενής εμφανίζει μια βακτηριακή λοίμωξη ανθεκτική στα αντιβιοτικά. Κατά τις 48 ώρες που απαιτούνται για να ταυτοποιηθεί το βακτηριακό στέλεχος, οι επιστήμονες θα μπορούν να καταφεύγουν σε μια βιβλιοθήκη φάγων, να επιλέγουν εκείνους που είναι αποτελεσματικοί ενάντια στο συγκεκριμένο στέλεχος και να δημιουργούν ένα εξατομικευμένο κοκτέιλ φάγων για τη θεραπεία του ασθενούς. Αν αναπτυχθεί ξανά ανθεκτικότητα στον ίδιο ασθενή θα δημιουργήσουμε ένα άλλο κοκτέιλ. Υπάρχουν πολλοί τρόποι για να σκοτώσουμε βακτήρια, αλλά δεν γνωρίζω καμία άλλη μέθοδο που έχει τη δυναμική να αναπτύσσεται σε πραγματικό χρόνο σαν τους φάγους. Και πρόκειται για το καλύτερο «πράσινο» φάρμακο – είναι φυσικό, ασφαλές, τουλάχιστον εξ όσων γνωρίζουμε μέχρι τώρα, σχετικά φθηνό και μπορεί να παραχθεί με τις γνώσεις που έχει ένας φοιτητής».

Πάντως, παρά την αισιοδοξία, υπάρχουν κάποιες επιφυλάξεις. «Οι φάγοι δεν είναι «φάρμακα» που δεν αποτυγχάνουν ποτέ. Το ανοσοποιητικό σύστημα του ξενιστή μπορεί κάποιες φορές να εξουδετερώσει τη δραστηριότητά τους και κάποιοι φάγοι απλώς δεν είναι αποτελεσματικοί στα ζώα. Σε κάθε περίπτωση πάντως, θεωρώ ότι τα στοιχεία ενισχύουν την άποψη ότι πρέπει να δώσουμε στους φάγους περισσότερη πειραματική προσοχή» κατέληξε ο καθηγητής Μαρέσο.