Οι περισσότεροι άνθρωποι έχουν πάρει κάποιο αντιβιοτικό για τη θεραπεία μιας βακτηριακής λοίμωξης. Ωστόσο, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας στο Τσάπελ Χιλ και από το Πανεπιστήμιο Λα Τζόλα στο Σαν Ντιέγκο, αποκαλύπτουν ότι η αντίληψη που έχουμε για τα αντιβιοτικά – ότι δηλαδή αποτελούν φονικές μηχανές – πρέπει να αναθεωρηθεί.
Η εργασία αυτή, με επικεφαλής την Elizabeth Shank (Επίκουρη Καθηγήτρια Βιολογίας στο Κολέγιο Τεχνών και Επιστημών καθώς και Επίκουρη Καθηγήτρια Μικροβιολογίας και Ανοσολογίας στην Ιατρική Σχολή στο Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας στο Τσάπελ Χιλ) και τη Rachel Bleich, μεταπτυχιακή φοιτήτρια στη Φαρμακευτική Σχολή, όχι μόνο προσθέτει μια νέα διάσταση στη θεραπεία των λοιμώξεων αλλά μπορεί επίσης να αλλάξει τη γνώση μας όσον αφορά την αιτία που τα βακτήρια έχουν αντιβιοτική δραστηριότητα.
Advertisment
Η Shank δηλώνει τα εξής: «Για πολύ καιρό θεωρούσαμε ότι τα βακτήρια αποτελούν αντιβιοτικά για τους ίδιους λόγους που είναι ωφέλιμα – επειδή δηλαδή εξολοθρεύουν άλλα βακτήρια. Ωστόσο, γνωρίζουμε επίσης ότι τα αντιβιοτικά μπορεί να παρουσιάσουν μερικές φορές ενοχλητικές παρενέργειες, όπως τον σχηματισμό βιοφίλμ». Η εργασία της υπάρχει στην πρώιμη έκδοση των Πρακτικών της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών της 23ης Φεβρουαρίου.
Η Shank και η ομάδα της αποκαλύπτουν τώρα ότι αυτή η παρενέργεια – δηλαδή η δημιουργία βιοφίλμ – στην πραγματικότητα δεν είναι παρενέργεια, γεγονός που υποδηλώνει ότι τα βακτήρια μπορεί να έχουν εξελιχθεί ως αντιβιοτικά με σκοπό τον σχηματισμό βιοφίλμ και όχι μόνο εξαιτίας των ικανοτήτων τους.
Το βιοφίλμ είναι ομάδες βακτηρίων που σχηματίζονται πάνω σε επιφάνειες, ένα φαινόμενο που οι οδοντίατροι ονομάζουν πλάκα. Τα βιοφίλμ βρίσκονται παντού. Σε πολλές περιπτώσεις μπορεί να είναι ωφέλιμα, όπως όταν προστατεύουν τις ρίζες των φυτών από παθογόνους μικροοργανισμούς. Αλλά μπορούν επίσης να βλάψουν, όταν για παράδειγμα σχηματίζονται πάνω στους ιατρικούς καθετήρες ή τους καθετήρες σίτισης σε ασθενείς προκαλώντας ασθένειες.
Advertisment
«Δεν προκαλούσε ποτέ έκπληξη το γεγονός ότι πολλά βακτήρια σχηματίζουν βιοφίλμ ως αντίδραση στα αντιβιοτικά: αυτό τα βοηθά να επιβιώσουν από μια επίθεση. Υπήρχε η πεποίθηση ότι αυτό ήταν μια γενικότερη αντίδραση στο στρες, ένα είδος μη ειδικής παρενέργειας των αντιβιοτικών. Τα ευρήματά μας δείχνουν ότι αυτό δεν ισχύει τελικά. Έχουμε ανακαλύψει ένα αντιβιοτικό που ενεργοποιεί πολύ συγκεκριμένα τον σχηματισμό βιοφίλμ και μάλιστα με τρόπο που δεν έχει καμία σχέση με την ικανότητά του να εξολοθρεύει τα βακτήρια».
Η Shank και η ομάδα της είχαν αναφέρει στο παρελθόν ότι το βακτήριο εδάφους Bacillus cereus μπορεί να διεγείρει το βακτήριο Bacillus subtilis ώστε να σχηματίσει βιοφίλμ ως αντίδραση σε ένα άγνωστο ερέθισμα. Το Bacillus subtilis βρίσκεται στο έδαφος και στον γαστρεντερικό σωλήνα του ανθρώπου.
Με τη χρήση απεικόνισης με φασματομετρία μάζας έγινε στη συνέχεια ταυτοποίηση της ένωσης που έδωσε το ερέθισμα και που οδήγησε στον σχηματισμό βιοφίλμ, όπως η θειαζολίνη, η οποία είναι μέρος μιας κατηγορίας αντιβιοτικών που ονομάζονται θειαζιδικά πεπτιδικά αντιβιοτικά και που παράγονται από μια σειρά βακτηρίων.
Σε αυτό το σημείο, η Shank και οι συνεργάτες της γνώριζαν ότι η θειαζολίνη είχε 2 πολύ συγκεκριμένες και διαφορετικές λειτουργίες, αλλά δεν γνώριζαν γιατί – και ήθελαν να μάθουν τον τρόπο που λειτουργούσε. Έτσι, τροποποίησαν τη δομή της θειαζολίνης με έναν τρόπο που εξουδετέρωσε την αντιβιοτική δράση της, αλλά δεν σταμάτησε τον σχηματισμό βιοφίλμ.
«Αυτό δείχνει ότι τα αντιβιοτικά μπορούν ανεξαρτήτως και ταυτοχρόνως να προκαλέσουν δυνητικά επικίνδυνο σχηματισμό βιοφίλμ σε άλλα βακτήρια και ότι οι δραστηριότητες αυτές μπορούν να προκύψουν μέσω συγκεκριμένων ερεθισμάτων», αναφέρει η Shank. «Έχουν γίνει περαιτέρω συζητήσεις σχετικά με την εξέλιξη της αντιβιοτικής δραστηριότητας, καθώς και για το γεγονός ότι ορισμένα αντιβιοτικά που χρησιμοποιούνται για θεραπευτικούς σκοπούς μπορούν να προκαλέσουν τον σχηματισμό βιοφίλμ με έναν ισχυρό και συγκεκριμένο τρόπο, ο οποίος έχει ευρείες συνέπειες στην ανθρώπινη υγεία».
