биомолекула.ру. Взгляд изнутри.
 

Логин:
Пароль:


Эволюция наперегонки, или почему антибиотики перестают работать

[28 ноября, 2014 г.]

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Начиная ещё со времён открытия пенициллина, человечество постоянно ведёт своеобразную «гонку вооружений» с миром бактерий, которые научились оперативно адаптироваться вслед за появлением новых антибиотиков. И, увы, на сегодняшний день в этой гонке мы начали постепенно отставать от противника... Перед лицом угрозы остаться беспомощными, когда появятся новые, «пуленепробиваемые» инфекции, учёные запасаются своим козырями в рукаве. Проблема стоит крайне остро — или успеть найти оптимальную замену антибиотикам в ближайшее десятилетие, или погрузиться в новое Средневековье, каждодневно рискуя умереть от самой ничтожной царапины.


Главный спонсор конкурса — дальновидная компания Генотек.
Конкурс поддержан ОАО «РВК».


Обратите внимание!

Эта работа представлена на конкурс научно-популярных статей «био/мол/текст»-2014 в номинации «Лучший обзор».


Спонсором номинации «Биоинформатика» является Институт биоинформатики. Спонсором приза зрительских симпатий выступила фирма Helicon. Свой приз также вручает Фонд поддержки передовых биотехнологий.

Благодаря естественному отбору мы развили в себе способность к сопротивлению; мы не уступаем ни одной бактерии без упорной борьбы.
Герберт Уэллс. Война миров.

«Порой находишь то, чего вовсе не ищешь»

Сэр Александер Флемминг

Слава и мировое признание в науке — штука капризная и непредсказуемая. Многие слышали историю об открытии Александром Флемингом* первого из антибиотиков — пенициллина, — в которой, казалось бы, пустяковая случайность сыграла ключевую роль. В 1928 году в чашку для культивации бактерий, забытую на столе в его лаборатории, случайно попал плесневый гриб рода Penicillium, и Флеминг обратил внимание, что колонии микроба гибнут (лизируются) рядом с бляшкой плесени.

* — Кстати, достаточно много Нобелевских лауреатов, к числу которых относится и Флеминг, работали в научных подразделениях фармацевтических компаний: «Кузница нобелевских кадров» [1]. — Ред.

Однако далеко не все знают, что до Флеминга пенициллин открывали ещё несколько раз, правда, с меньшим успехом. За 60 лет до описываемых событий английский физиолог и по совместительству офицер медицинской службы баронет сэр Джон Бардон Сандерсон в своем докладе Кабинету Министров Великобритании упоминал о грибковой плесени, подавлявшей распространение «микрозимов» (так он называл бактерии) в тканях и жидкостях живых организмов. Но доклад — это совсем не то, что публикация в научном журнале. Поэтому полученные им данные так и не стали достоянием широкой общественности.

Рисунок 1. Фото чашки Петри из знаменитой статьи Александра Флеминга [2]. Хорошо видна «мертвая зона» между бляшкой плесневого грибка и колониями бактерий.

Спустя год, вдохновленный успехами своего коллеги, Джозеф Листер — профессор клинической хирургии Эдинбургского университета — посчитал, что Penicillium glaucum (та самая голубая плесень, хорошо знакомая любителям сыров) может неплохо послужить ему в качестве антисептика при проведении операций. И даже испробовал его на пациентке; тогда на вопросы этичности подобных вещей смотрели несколько проще. Пациентка выжила, однако Листер по какой-то причине тоже не потрудился опубликовать результаты своего эксперимента, и научный мир ничего не узнал о нём.

С тех пор пенициллиум ещё не раз попадал в поле зрения учёных, систематически наблюдавших и описывавших его способность угнетать рост бактерий. Тем не менее именно Флемингу с его настойчивостью удалось довести дело до конца [2].

На следующем этапе необходимо было выделить из культуры грибка активное вещество в чистом виде и научиться правильно им пользоваться. Первые попытки применить его на практике напоминали игру в рулетку, поскольку было неясно, кого первым убьет лекарство — возбудителя болезни или самого пациента. Позднее эту проблему удалось решить Говарду Флори и Эрнсту Чейну из Оксфордского университета. Определение безопасной дозы и расшифровка химической структуры позволили наладить массовое производство пенициллина уже к середине второй мировой войны, что оказалось как нельзя более вовремя [3].

Начиная с середины ХХ века, новые антибиотики начали появляться один за другим, и сперва на них возлагали большие надежды. Однако спустя некоторое время стало понятно, что быстрой и окончательной победы над инфекционными заболеваниями с их помощью, скорее всего, ждать не следует.

Что такое «антибиотик»?

Во-первых, сам термин «антибиотик» обозначает совершенно не то, что под ним часто подразумевают. При буквальном переводе слова можно подумать, что это нечто вроде ДДТ — «уничтожающее все живое». На самом же деле в фармакологии антибиотиками называют препараты природного или полусинтетического происхождения, воздействующие на бактерии, и только на них. Не говоря уже о том, что в природе антибиотики чаще всего используются вообще не для убийства. Микроорганизмы вроде плесневого грибка продуцируют их, чтобы отпугивать конкурентов за экологическую нишу, то есть функция у антибиотиков примерно такая же, как у репеллента от комаров. Подобная же путаница, кстати, получилась и со словом «микроб», которому часто придают негативный оттенок, считая синонимом «болезнетворной бактерии». Хотя вообще-то микроб — это просто микроскопический (условно: невидимый невооруженным глазом) организм, необязательно конфликтующий с человеком.

«В пятидесяти случаях из ста даже лучшие из них не знают, как вас лечить»

А. Кристи

Фокус в том, что инфекция может быть действительно вызвана злыми бактериями, а может и чем-то другим — например, археями, грибами или даже протистами. И против всего этого великолепия антибиотики едва ли будут эффективны. С вирусами — ещё хуже. Вылечить антибиотиком какой-нибудь грипп или ОРВИ у вас не будет вообще ни единого шанса. В отличие от бактерии — клеточной структуры, обладающей собственным геномом, белоксинтезирующим аппаратом, ферментами метаболизма и проч., — вирус из всего вышеперечисленного имеет только геном. Фактически это всего лишь молекула ДНК или РНК, упакованная в белковый капсид, которая реплицируется внутри зараженной клетки хозяина, используя ее же ресурс. Этакий саботажник, проникший на чужую фабрику со своими чертежами и штампующий на фабричном станке копии самого себя. Ну не ломать же, в самом деле, ради того, чтобы остановить нарушителя, собственное оборудование!

Согласно данным статьи, недавно вышедшей в журнале Американской медицинской ассоциации [4], в США из десяти пациентов, обратившихся к врачу с жалобами на боль в горле, шестерым прописывают антибиотики. Препаратом выбора по-прежнему остается пенициллин из-за невысокой цены и хорошей переносимости. Между тем эффективен он, только когда инфекция вызвана стрептококком группы А, а это всего лишь один случай из десяти [5]. Выходит, что врач, прописывающий вам антибиотик при болях в горле, чаще всего либо не уверен в диагнозе, либо банально перестраховывается.

Более того, даже если причина инфекции в бактерии, это вовсе не гарантия, что конкретный антибиотик на нее подействует. Все зависит от того, с каким видом или даже штаммом приходится иметь дело. С одной стороны, это и хорошо, ведь в здоровом организме всегда присутствует своя микрофлора, которая живет с ним в благополучном симбиозе и которую лучше не трогать. С другой стороны, именно по этой же причине не существует универсальных препаратов, которые одинаково хорошо помогали бы от всего сразу. Чтобы не действовать наугад, перед тем как назначить лечение, обычно делают посев культуры из образца, взятого у больного, и поочередно проверяют ее на устойчивость к целому пулу антибиотиков, после чего выбирают наиболее подходящий. К несчастью, процедура эта требует как минимум нескольких дней и наличия микробиологической лаборатории под рукой, а инфекционный процесс часто протекает куда стремительней. И может статься так, что когда придут результаты анализов... лечить будет уже поздно.

Конечно же, исследователи ищут и другие способы диагностики инфекций на ранних стадиях, например, Алан Джармуш из Универистета Пурду предложил использовать для этих целей масс-спектральный анализ [6]. Большие надежды возлагают и на ДНК-диагностику возбудителей, хотя до широкого применения этих методов на практике пока ещё далеко.

Как это всё работает?

Механизмы воздействия современных антибиотиков на клетку-мишень могут быть самыми разными [7]. Представители бета-лактамной группы (куда входит и пенициллин) ингибируют синтез пептидогликана, составляющего основу клеточной стенки бактерий. Без него осмотическое давление внутри клетки разрушает плазматическую мембрану, и клетка лопается, как воздушный шарик. К сожалению, такие антибиотики лишь подавляют рост новых цепей пептидогликана, но не разрушают уже сформированные. Поэтому ими можно остановить деление клеток и их активный рост, однако ничего нельзя поделать с бактериями, находящимися в стадии покоя, или с так называемыми L-формами, у которых клеточная стенка вообще отсутствует, но которые сохранили способность к развитию. Сульфаниламиды предпочитают бить по внутриклеточному метаболизму жертвы, например, блокируя химические реакции, необходимые для синтеза фолиевой кислоты. Бактерия не умеет поглощать витамины извне, поэтому невозможность синтезировать их самостоятельно для нее смертельна. Некоторые антибиотики (аминокумарины и фторхиноловые соединения) выводят из строя бактериальную ДНК-гиразу — фермент, расплетающий суперскрученную хромосому для ее репликации. Тем самым клетка лишается возможности копировать свою ДНК и размножаться. Еще один способ убить бактерию — это нарушить синтез ее белков. По этой схеме работают тетрациклиновые антибиотики: они присоединяются к малой субъединице бактериальной рибосомы — органеллы, отвечающей за построение белков на матрице РНК [8].

Этот список не полон, существуют и другие группы антибиотиков. Так или иначе, почти всегда их мишень — это белок, будь то бактериальный фермент, метаболит, элемент цитоскелета, протонный насос или что-то еще [9]. Даже чтобы просто попасть внутрь клетки, антибиотику сперва необходимо пройти сквозь ее клеточную стенку и мембрану по каналам, которые тоже состоят из белков (поринов) [1011]. И тут есть два немаловажных момента. Во-первых, белков чудовищно много, и они очень разнообразны, отсюда и разнообразие антибиотиков. Каждый из них поражает «свой» белок — и безвреден для всех микроорганизмов, у которых такого белка нет. Но куда страшнее то, что белки легче и быстрее, чем другие соединения (углеводы, фосфолипиды и т. д.), подвержены адаптивным изменениям. Именно это лежит в основе масштабной проблемы, которая пока не проявляет себя в полную силу, но уже маячит на горизонте и в скорой перспективе грозит обернуться нешуточной катастрофой. Речь идет об умении бактерий достаточно быстро — за считанные месяцы — вырабатывать устойчивость (резистентность) к любому антибиотику [12].

Рисунок 2. Взаимодействие метициллин-устойчивого золотистого стафилококка и лейкоцита человека. Штамм MRSA252 является одной из наиболее частных причин госпитальных инфекций в США и Великобритании. Картинка: National Institute of Allergy and Infectious Diseases.

«Выживает сильнейший»

Ч. Дарвин

Очевидно, что чем проще устроен механизм, тем легче его и починить «на коленке», и улучшить технические характеристики, не затрачивая слишком много времени. Бактерии — весьма простые устройства. Когда у тебя всего одна клетка, нет необходимости то и дело разбирать ядро и распаковывать хромосомы, геном не перегружен множеством регуляторных элементов, и весь генетический материал экономно используется для поддержания лишь самых необходимых жизненных функций, то и адаптировать его под изменившиеся условия куда проще. Жизнь у бактерии короткая — минут 20–30. Но если ей ничто не помешает, то заканчивается она обычно делением. Иными словами, через каждые полчаса на месте одной клетки будут уже две, а к концу суток успеет смениться около семидесяти поколений. Поэтому с эволюционной с точки зрения, время для бактерий течёт быстрее, чем для нас, а значит, и естественный отбор работает тоже быстрее. Каким бы мощным ни был антибиотик, всегда есть шанс, что среди миллиарда его жертв найдется хотя бы одна, которая устоит благодаря случайно приобретенной мутации. А сумев выжить, получит эксклюзивную возможность размножиться и передаст эту способность выживать дочерним клеткам, а те, в свою очередь — своим. Из потомков уцелевших бактерий рано или поздно сформируется популяция, совершенно невосприимчивая к старому антибиотику — в точности по Дарвину [13].

Рисунок 3. Лекарства составляют основу современной медицины. Картинка: NutritionFacts.org.

Сходным образом приспосабливаются и высшие организмы, находящиеся под постоянным прессингом. Насекомые, вредящие сельскохозяйственным культурам, вырабатывают устойчивость к пестицидам, разве что у них это занимает гораздо больше времени. Бактерии же, мало того, что размножаются быстро, но и умеют «по-соседски» обмениваться генами непосредственно друг с другом (это называется «горизонтальный перенос генов»). Всё это только ещё больше ускоряет их адаптацию к новым условиям.

«Мир стоит на пороге пост-антибиотиковой эры»

Маргарет Чан, глава Всемирной Огранизации Здравоохранения

В результате после запуска любого антибиотика в продажу его эффективность начинает со временем снижаться, стремясь к нулю. Некоторых бактерий сегодня не берет уже практически ничего. В англоязычной прессе для обозначения штаммов, устойчивых к нескольким антибиотикам сразу, был даже придуман термин — «superbugs». Так, согласно результатам исследования, опубликованного в январе 2014 года [14], до половины случаев заражения туберкулезной палочкой на территории РФ приходится именно на них.

Однажды начав масштабное применение антибиотиков в клинической практике, человечество вступило в гонку вооружений с миром прокариот, и продолжает вести ее по сей день. Микробиологам, химикам, занимающимся органическим синтезом, и фармакологам приходится постоянно подыскивать новые молекулы с более сильными бактерицидными свойствами или менять что-то в структуре уже имеющихся. Конечно, методы молекулярного дизайна [15] позволяют подобрать молекулу, которая будет длиннее или короче исходной, изменить её пространственную структуру и число возможных конформаций, увеличить либо уменьшить гидрофобность и суммарный заряд, свернуть в кольцо или просто случайным образом перетасовать структурные блоки. С помощью компьютерного моделирования (in silico [16]) или искусственных модельных систем можно даже попытаться просчитать ее поведение при взаимодействии с бактериальной мембраной и предугадать, в каком направлении следует искать [17]. Однако человеческая фантазия далеко не безгранична, и вовремя поспевать за обновлениями у соперника уже сейчас получается с немалым трудом. Дальше будет только сложнее, и в какой-то момент разработка новых антибиотиков просто закончится инновационным кризисом (некоторые данные, впрочем, позволяют предположить, что он уже наступил).

Рисунок 4. Устойчивость бактерий к антибиотикам — одна из серьезнейших проблем в фармакологии. Картинка: JAMA.

Оставшись безоружными, мы рискуем в будущем столкнуться с заболеванием, от которого у нас не будет противоядия. По масштабам последствий такое событие вполне сопоставимо с эпидемиями чумы, бушевавшими в средневековой Европе. При этом невозможно предсказать, откуда ждать угрозы. Те виды, которые еще вчера были совершенно безобидными, могут завтра превратиться в болезнетворные, едва научатся заражать нового хозяина. Наглядный пример — ВИЧ*, который начал свое существование с того, что его предшественник — вирус иммунодефицита обезьян (ВИО), однажды мутировав, перепрыгнул видовой барьер и прекрасно обжился на человеке [21]**.

* — Ухищрения, предпринимаемые ВИЧом для обхода барьеров нашей иммунной системы, невероятны [18], однако в некоторых случаях и ему можно подставить подножку [19]. — Ред.

** — Аналогичная история произошла в 1918 году с «обычным» гриппом, когда он совершил прыжок со своего природного носителя — птиц — на человека. Потери человечества тогда составили десятки миллионов человек: «Объяснена различная вирулентность вирусов гриппа — возбудителей „испанки“» [20]. — Ред.

Единственное, что обнадеживает, — в случае глобальной пандемии, угрожающей человечеству вымиранием, естественный отбор начнет работать уже в нашу пользу, по принципу маятника. Те из особей Homo sapiens, которым повезет остаться в живых, наверняка передадут своим потомкам собственный иммунитет к инфекции, и начнется новый виток затяжной войны. Но «победа» в ней будет стоить слишком дорого.

Новейшие виды оружия

Можем ли мы выиграть эту гонку, в которой у бактерий столь явное преимущество? На самом деле альтернативы антибиотикам существуют. Некоторые из этих средств находятся на стадии изучения, другие — на стадии клинических испытаний. Третьи вообще не требуют медицинского вмешательства и основываются исключительно на здравом смысле.

SOS-репарация бактерий

Разумеется, самой простой и логичной идеей было бы если не помешать бактериям эволюционировать, то хотя бы искусственно притормозить этот процесс [22]. Как это осуществить на практике, впервые продемонстрировала группа Флойда Ромсберга [23]. Задача, которую исследователи поставили перед собой, заключалась в том, чтобы научиться управлять системой бактериального SOS-ответа, или SOS-репарации. Это явление хорошо известно микробиологам и было описано в научной литературе еще лет тридцать тому назад [24].

В обычных условиях репликация генома проходит с довольно высокой точностью, несмотря на неизбежные ошибки. В основном благодаря тому, что фермент, копирующий ДНК (у бактерий это ДНК-полимераза III), обладает, помимо прочего, еще и (3’, 5’)-экзонуклеазной активностью. Это значит, что если в растущую смысловую цепь случайно попадёт нуклеотид, не комплиментарный своему партнёру на матрице, он тут же будет вырезан и заменен на «правильный». Однако когда дела у клетки начинают идти хуже некуда (например, при высокой концентрации антибиотика в среде), и в ее хромосоме накапливается слишком много повреждений, становится ясно, что тот геном, который есть на текущий момент, вообще не годится для выживания. Тогда, чтобы хоть как-то спастись, клетка идет ва-банк и включает механизм SOS-репарации. Вместо «аккуратной» ДНК полимеразы III, исправляющей за собой ошибки, начинают работать совсем другие белки, которые просто подставляют в поврежденные участки что попало в расчете на слепое везение. Шансы на успех такого предприятия мизерны, и чаще всего клетка погибает оттого, что ее жизненно важные гены оказываются безнадежно испорченными. Но если это вдруг сработает, то из обычной бактерии может получиться нечто совсем непохожее на «предков», и возможно, крайне живучее [25].

Контролируют SOS-систему два белка — RecA и LexA. Первый играет роль активатора; второй — репрессора. Пока все спокойно, LexA постоянно сидит на операторной области SOS-генов (SOS-боксе), не давая их прочесть и запустить — до тех пор, пока в распоряжении его оппонента не попадает фрагмент одноцепочечной ДНК. Связавшись с ней, RecA образует что-то вроде длинной нити (филамента), которая заставляет репрессор отсоединиться от операторной области и запускает SOS-репарацию. Как только запасы однонитевых фрагментов ДНК иссякают (т. е. когда все отремонтировано), LexA снова садится на свое место, и процесс прекращается.

Целью работы Ромсберга и его коллег был поиск низкомолекулярных соединений, которые не давали бы репрессору покинуть оператор ни при каких условиях, тем самым постоянно держа гены SOS-ответа выключенными. Им удалось отобрать несколько таких ингибиторов, способных работать в клетках E. coli в присутствии антибиотиков ципрофлоксацина и рифампицина, однако до клинических испытаний препарата дело так и не дошло.

Рисунок 5. Горизонтальный перенос генов у бактерий. Картинка: University of North Carolina.

Бактериофаги

Другой подход к решению проблемы — использовать против возбудителей инфекций их природных врагов. Бактериофаги — вирусы бактерий — сами способны эволюционировать не хуже своих жертв и за счет этого обходить механизмы их резистентности [26]. Одна из причин, по которой фаговая терапия пока мало представлена на рынке, не в том, что это сложно осуществить технически, а, скорее, в запутанном патентном законодательстве. До сих пор нет единого мнения, считать ли вирус живым. Если да, то право на его использование в коммерческих целях становится намного сложнее получить, поэтому все усилия фармацевтических компаний сводятся к тому, чтобы юридически признать бактериофаг чем-то вроде вакцины или вектора для генетического клонирования [27]. В любом случае, и работать с таким высокоспецифичным и изменчивым лекарством, и писать к нему инструкцию — непростое дело. Есть и другие спорные моменты — например, не до конца ясно, как себя поведет тот или иной фаг, столкнувшись с иммунной системой человека. Да и вообще нет никакой гарантии, что, проникнув в клетку возбудителя, он ее тут же уничтожит. Вместо этого многие фаги предпочитают встроиться в бактериальную хромосому и законспирироваться там на неопределенное время.

Антимикробные пептиды

Еще одно эффективное, но пока малоизвестное оружие — антимикробные пептиды [2829]. Коль скоро вся оборона бактерий строится на изменениях в их белковой составляющей, то почему бы тогда потенциальным антибиотикам не выбрать своей мишенью что-то другое? Среди небелковых соединений этим «чем-то другим», вероятно, окажутся фосфолипиды* — универсальные строительные элементы для любой клеточной мембраны. Они мало изменились с момента зарождения жизни на Земле до наших дней, благо задача у них предельно простая: создать пленку, гидрофильную снаружи и гидрофобную внутри, и с помощью этой пленки отделить внутренний мир клетки от окружающей ее энтропии.

* — Куда более «интеллектуальной» мишенью для антибиотиков в мембранах бактерий являются уникальные именно для микроорганизмов молекулы липида-II — вещества, являющегося важным промежуточным звеном синтеза клеточной стенки. На него действуют бактерицидные вещества, называемые лантибиотиками, и данная мишень рассматривается как крайне перспективная для разработки нового класса антибактериальных веществ, не подверженных бремени развития резистентности: «Компьютерное моделирование мембран, липид-II и покрывало Пенелопы» [17]. — Ред.

Понятно, что бактерия погибнет, если целостность ее мембраны будет нарушена. Именно это и делает большая часть антимикробных пептидов (хотя и не все). Молекула, способная проделать дыру в мембране, должна, во-первых, быть небольшой и компактной, чтобы беспрепятственно проскочить сквозь наружную пептидогликановую оболочку, во-вторых, иметь суммарный положительный заряд, достаточный для электростатического притяжения к поверхности мембраны. (Остатки фосфорной кислоты в составе фосфолипидов заряжены отрицательно, что и придает отрицательный заряд мембране бактерии с наружной стороны. А вот внешняя сторона наших с вами клеток по сравнению с бактерией отрицательного заряда практически не несет.) И самое главное — одна половина этой молекулы должна быть гидрофобной, а другая гидрофильной.

Антимикробные пептиды задействованы в системе врожденного иммунитета многих организмов, от человека до бактерий, борющихся с другими бактериями. Они представляют собой короткие олигопептиды, состоящие в среднем из 20–40 аминокислот и получившие название антимикробных за их умение бороться практически с любыми микроорганизмами и даже вирусами, если те покрыты фосфолипидным суперкапсидом. Широкий спектр действия — один из основных козырей антимикробных пептидов, однако оборотная сторона широкого спектра — низкая селективность: такое оружие бьет всех без разбора. Из-за этого, а также из-за быстрого расщепления протеазами в кровеносном русле, делать инъекции антимикробных пептидов нет смысла. Остаётся лишь применять их наружно при заражении слизистых или в виде таблеток от желудочных инфекций [30]. Поэтому, несмотря на то, что за минувший десяток лет была проведена масса исследований, сейчас коммерчески доступны только два антимикробных пептида — рамопланин и энфувиртид (Т20). Рамопланин производят грибы-актиномицеты; это, чтобы быть точным, гликопептид — аминокислотная цепочка, замкнутая в кольцо и с «подвеской» из двух остатков маннозы. Он мешает бактериям строить клеточную стенку и эффективен против инфекций дыхательных путей, в первую очередь — стафилококков, а также против желудочно-кишечных инфекций. Энфувиртид же используется в качестве антиретровирусного препарата, предотвращающего слияние вириона ВИЧ с клетками человека.

Рисунок 6. Фаги атакуют клетку Escherichia coli. Картинка: Environmental Health Perspectives.

«We need public education: not every ill needs a pill»*

* — «Необходимо донести до общественности, что не для каждой болезни нужна таблетка»
Питер Суиниард, председатель Ассоциации семейных врачей Великобритании

Наконец, самая дешевая и общедоступная, но оттого не менее важная мера: здравый смысл и выполнение простых правил. Так уж получилось, что между врачами в мире нет единой договоренности, которая ограничивала бы использование антибиотиков и оставляла бы некоторые из них про запас. В тех странах, где антибиотики можно приобрести без рецепта, их часто держат в домашней аптечке «на всякий случай» и начинают принимать при первых признаках недомогания. Самолечение вместе с незнанием правильных дозировок создают бактериям отличные условия для выработки устойчивости. Лучше приберечь антибиотики на крайний случай, предоставив иммунной системе возможность выполнить свою работу. Но если уж пришлось их принимать, соблюдайте предписания врача — пропейте курс до конца, а не бросайте при первых признаках улучшения.

Как ни удивительно, эпическое сражение бактерий и антибиотиков с неясной концовкой предсказал еще сам Флеминг, выступая с нобелевской речью в 1945 году. Ему же приписывается довольно-таки философская фраза о том, что «пенициллин, конечно, помогает, но зато вино делает счастливей». И надо сказать, в чем-то он здесь неуловимо прав.

Первоначальная версия статьи опубликована в «Химии и Жизни» [31].

Литература


  1. биомолекула: «Кузница нобелевских кадров»;
  2. Fleming A. (1929). On the antibacterial action of cultures of a penicillium, with special reference to their use in the isolation of B. influenzae. Br. J. Exp. Pathol10, 226–236;
  3. Florey H.W. (1945). Use of Micro-organisms for therapeutic purposes. Br. Med. J. 2, 635–642;
  4. Barnett M.L., Linder J.A. (2014). Antibiotic prescribing to adults with sore throat in the United States, 1997–2010. JAMA Intern. Med. 174, 138–140;
  5. Wessels M.R. (2011). Clinical practice: streptococcal pharyngitis. N. Engl. J. Med. 364, 648–655;
  6. Jarmush A.K., Pirro V., Kerian K. S., Cooks R.G. (2014). Detection of strep throat causing bacterium directly from medical swabs by touch spray-mass spectrometry. Analyst. 139, 4785–4789;
  7. Kohanski M.A., Dwyer D.J., Collins J.J. (2010). How antibiotics kill bacteria: from targets to networks. Nat. Rev. Microbiol. 8, 423–435;
  8. Neu H.C., Gootz T.D. Medical Microbiology, 4th edition by S. Baron, Chapter 11: Antimicrobial Chemotherapy. Copyright © 1996, the University of Texas Medical Branch at Galveston (TX);
  9. Coates A., Hu Y., Bax R., Page C. (2002). The future challenges facing the development of new antimicrobial drugs. Nat. Rev. Drug Disc. 1, 895–910;
  10. Cowan S.W., Schirmer T., Rummel G., Steiert M., Ghosh R., Pauptit R.A., Jansonius J.N., Rosenbusch J.P. (1992). Crystal structures explain functional properties of two E. coli porins. Nature 358, 727–733;
  11. Braun V., Bös C., Braun M., Killmann H. (2001). Outer membrane channels and active transporters for the uptake of antibiotics. J. Infect. Dis. 183 Suppl 1, S12—16;
  12. Walsh C. (2003). Where will new antibiotics come from? Nat. Rev. Microbiol. 1, 65–70;
  13. Walsh C. (2000). Molecular mechanisms that confer antibacterial drug resistance. Nature 406, 775–781;
  14. Casali N., Nikolayevskyy V., Balabanova Y., Harris S.R., Ignatyeva O., Kontsevaya I., Corander J., Bryant J., Parkhill J., Nejentsev S., Horstmann R.D., Brown T., Drobniewski F. (2014). Evolution and transmission of drug-resistant tuberculosis in a Russian population. Nat. Genet. 46, 279–286;
  15. биомолекула: «Драг-дизайн: как в современном мире создаются новые лекарства»;
  16. биомолекула: «In vivo — in vitro — in silico»;
  17. Элементы: «Компьютерное моделирование мембран, липид-II и покрывало Пенелопы»;
  18. биомолекула: «СПИД: как ВИЧ разрушает нашу иммунную систему»;
  19. биомолекула: «Подножка для вируса СПИДа»;
  20. биомолекула: «Объяснена различная вирулентность вирусов гриппа — возбудителей „испанки“»;
  21. Sharp P.M., Bailes E., Chaudhuri R.R., Rodenburg C.M., Santiago M.O., Hahn B.H. (2001). The origins of acquired immune deficiency syndrome viruses: where and when? Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 356, 867–876;
  22. биомолекула: «„Сопротивление бесполезно“ — новые пути преодоления развития резистентности у бактерий»;
  23. Cirz R.T., Chin J.K., Andes D.R., de Crécy-Lagard V., Craig W.A., Romesberg F.E. (2005). Inhibition of Mutation and Combating the Evolution of Antibiotic Resistance. PLoS Biol. 3, e176;
  24. Radman M. (1975). SOS repair hypothesis: phenomenology of an inducible DNA repair which is accompanied by mutagenesis. Basic Life Sci. 5A, 355–367;
  25. Miller C., Thomsen L.E., Gaggero C., Mosseri R., Ingmer H., Cohen S.N. (2004). SOS response induction by beta-lactams and bacterial defense against antibiotic lethality. Science 305, 1629–1631;
  26. Matsuzaki S., Rashel M., Uchiyama J., Sakurai S., Ujihara T., Kuroda M., Ikeuchi M., Tani T., Fujieda M., Wakiguchi H., Imai S. (2005). Bacteriophage therapy: a revitalized therapy against bacterial infectious diseases. J. Infect. Chemother. 5, 211–219;
  27. Henein A. (2013). What are the limitations on the wider therapeutic use of phage? Bacteriophage 3, e24872;
  28. Zasloff M. (2002). Antimicrobial peptides of multicellular organisms. Nature 415, 389–395;
  29. биомолекула: «Антимикробные пептиды — возможная альтернатива традиционным антибиотикам»;
  30. Jenssen H., Hamill P., Hancock R.E. (2006). Peptide antimicrobial agents. Clin. Microbiol. Rev. 19, 491–511;
  31. Андреев К.А. (2014). Эволюция наперегонки, или Почему антибиотики перестают работать. Химия и Жизнь № 9 (2014), 20.

Автор: Андреев Константин.

Число просмотров: 2905.

Creative Commons License — условия использования и распространения материалов сайта.
Вернуться в раздел «Медицина»

Комментарии

(Оставить комментарий) (показывать сначала старые комментарии)

Re: Эволюция наперегонки, или почему антибиотики перестают работать

Данияр — 5 августа, 2015 г. 15:10. (ссылка)

Опять фантастические сценарии тотальных пандемий с вымиранием миллиардов людей. Ничего подобного. Средневековые эпидемии были из-за антисанитарии. В наши дни практически все пользуются мылом и соблюдают гигиену. К тому же, никто не отменял чеснок, перец, эфирные масла и еще много чего, к чему не появляется резистентность.

(ответить)

Re: Эволюция наперегонки, или почему антибиотики перестают работать

Башмакова Вера — 29 ноября, 2014 г. 05:46. (ссылка) (свернуть ветвь)

Мелкий занудный вопрос.
"Фокус в том, что инфекция может быть действительно вызвана злыми бактериями, а может и чем-то другим — например, археями, грибами или даже протистами."
А разве археи бывают патогенными?

(ответить)

Re: Re: Эволюция наперегонки, или почему антибиотики перестают работать

Андреев Константин — 30 ноября, 2014 г. 00:48. (ссылка)

Самый аккуратный ответ на этот вопрос – «возможно». Было несколько работ (Lepp et al. 2004, Vianna et al. 2006) показавших, что археи могут присутствовать в очагах воспаления, вместе с бактериальной инфекцией. То есть они либо заражают организм сообща, либо это просто такая случайность. Но Ваша ремарка крайне кстати; архей действительно следовало бы упоминать с оговоркой.

(ответить)

Яндекс.Метрика

© 2007–2015 «биомолекула.ру»
Электропочта: info@biomolecula.ru
О проекте · RSS · Сослаться на нас

Дизайн и программирование —
Batch2k15.

Сопровождение сайта — НТК «Биотекст».

Условия использования сайта
Об ошибках сообщайте вебмастеру.