Nečekaný objev: Nová antibiotika se možná skrývají přímo na našem těle

- Člověk autor: Jan Toman

Často se říká, že pod svícnem je největší tma. V případě hledání nových antibiotik to platí téměř doslovně. Po dlouhých desetiletích usilovného pátrání po nových třídách antibiotik se totiž jeden z nejslibnějších kandidátů ukázal přímo na našem těle – konkrétně v nose. 

Ilustrační snímek

Ilustrační snímek,zdroj: ThinkStock

Produkují jej tam symbiotické bakterie druhu Staphylococcus lugdunensis, podle kterých dostal jméno lugdunin. Neobvyklými okolnostmi objevu ovšem zajímavost této antibakteriální látky nekončí. Člověku zřejmě vůbec neškodí, dokáže zabít většinu bakteriálních infekcí a vystačí i na jinak vysoce rezistentní kmeny zlatého stafylokoka.

Zatímco v padesátých letech dokázala jedna dávka penicilinu vybít bakterie z celé nemocnice, dnes na řadu z nich nestačí ani ta nejsilnější známá antibiotika. Lékaři na jejich léčbu musí nasazovat komplikované směsi toxických látek s řadou nežádoucích účinků, to vše často s nejistým výsledkem.

Bakterie se zkrátka dlouhá desetiletí přizpůsobovaly našim antibiotikům, přičemž na jedno po druhém získávaly odolnost – rezistenci. V tomto tažení jim zásadně pomohlo nadbytečné předepisování antibiotik a jiné způsoby jejich zbytečného a neopatrného používání, například v zemědělství.

Třebaže se v poslední době začíná blýskat na lepší časy, vývoj nových tříd antibiotik stále vázne. K velkému překvapení ohledně nových antibakteriálních látek ale začíná vést výzkum v zdánlivě nesouvisejícím oboru – výzkumu lidských mikrobiálních symbiontů v rámci takzvaného mikrobiomu.

Lidské tělo je osídleno obrovským počtem symbiotických organismů, převážně mikrobů. Vazby s nimi jsou přitom tak těsné, že by náš organismus bez těchto "spolucestujících" ani nemohl správně fungovat. Všeobecně známější je střevní mikroflóra či obecně symbionti obývající naši trávicí soustavu, neméně osídlená je ale také lidská kůže.

Poklady, které skrývá lidské tělo

Povrch lidské kůže ovšem není zrovna nejlepším místem k životu. Proto by se dalo čekat, že zde budou jednotlivé mikrobiální kmeny intenzivně bojovat o to málo živin, které je zde k dispozici. Mezi jejich "zbraněmi" by se potom mohla nacházet i účinná antibiotika.

A opravdu – právě na povrchu našeho těla, konkrétně v nosní dutině, objevil tým německých vědců bakterii produkující jednu z nejslibnějších antimikrobiálních látek za dlouhá léta.

Výzkumníci začali průzkumem lidských nosních stěrů. Zaměřili se přitom zejména na druh Staphylococcus aureus, známého zlatého stafylokoka, jehož některé kmeny jsou odolné proti většině antibiotik. Tento mikrob navíc celkem běžně bývá součástí lidské mikrobioty, v malém zastoupení obývá povrch lidského těla a svému hostiteli neškodí víc než jiné bakterie obývající lidskou kůži. V nosní dutině jej hostí asi 30 procent populace.

Problém ovšem nastává v situaci, kdy je hostitel oslabený, například kvůli prodělané operaci, nebo vlivem vážné nemoci. V takovém případě se zlatý stafylokok může "utrhnout z řetězu" a spustit vážnou systémovou infekci. Vymýcení (dosud) neškodících zlatých stafylokoků je přitom srovnatelně komplikované jako léčba infekce tímto patogenem.

Lék, který se ukrývá...v nose

Většina prozkoumaných bakteriálních kmenů obývajících nosní dutinu růst zlatého stafylokoka nijak nezpomalovala – s jednou výjimkou. Staphylococcus lugdunensis růst svého nebezpečnějšího druha brzdil téměř dokonale. Jak se ukázalo, za všechno může skupina úzce svázaných genů, které produkují látku nazvanou lugdunin.

Tyto geny zřejmě nejsou vlastní druhu Staphylococcus lugdunensis a do jeho genomu se dostaly horizontálním způsobem od jiného bakteriálního kmene. Teoreticky by je proto neměl být velký problém přenést pomocí molekulárně-biologických technik i dál, pokud to bude žádoucí. Látka samotná je potom komplexní cyklickou bílkovinou založenou na thiazodinovém heterocyklu – nejdůležitější je ale zřejmě fakt, že ji není těžké uměle vyrobit.

Lugdunin by měl z hlediska lidské medicíny jen velmi omezené použití, pokud by negativně ovlivňoval i samotné lidské subjekty. Jak se ale zdá, naštěstí tomu tak není. Funguje i v lidském krevním séru a nezdá se, že by narušoval činnost lidských buněk. Komplexně naopak působí proti buňkám bakteriálním, přičemž pravděpodobně hned na několika místech narušuje jejich energetické pochody. Efektivně zabraňuje také množení mikrobů odolných na jiná antibiotika.

Na rozdíl od jiných látek navíc nevyvolává rychlý vznik rezistence, jak se podařilo v laboratoři ověřit i experimentálně. Účinnost samotného lugduninu se podařilo ověřit i na myších. Velmi účinně omezil nebo dokonce komplexně vymítil jejich kožní infekci zlatým stafylokokem.

Co se týče druhu Staphylococcus lugdunensis, v laboratorních podmínkách kompletně zastavil růst zlatého stafylokoka. V nosech obratlovců jej potom "jen" výrazně omezil, ale to by nás vzhledem k různorodosti tohoto prostředí nemělo překvapovat. Co do vzorků z lidských nosů, hostitelé druhu Staphylococcus lugdunensis měli zlatého stafylokoka v průměru šestkrát menší množství. Účinnou medicínskou metodou by tak mohlo být už samotné rozšíření tohoto druhu.

Staphylococcus lugdunensis může být sám velmi vzácně také původcem lidské infekce. Pokud by to ovšem byl problém, geny produkující lugdunin by šlo přenést do jiného, méně nebezpečného bakteriálního kmenu, nebo látku syntetizovat přímo. Lidští bakteriální symbionti se tedy ukazují neuvěřitelně bohatým zdrojem objevů, včetně nových potenciálních antibiotik. Jejich další výzkum se tedy rozhodně vyplatí.

Zdroj: A Zipperer,  MC Konnerth, C Laux, ... & B Krismer (2016): Human commensals producing a novel antibiotic impair pathogen colonization. Nature 535.

Tagy: nemoci a nákazy lékařský výzkum zdraví a životní styl vakcíny a léky

Zdroje: Vlastní