Το 2017 σε ένα νοσοκομείο της Νεβάδας έλαβε χώρα ένα τραγικό περιστατικό. Μια γυναίκα που είχε εισαχθεί με πνευμονία απεβίωσε από πολυοργανική ανεπάρκεια και σήψη εξαιτίας ενός βακτηρίου που είχε αναπτύξει ανθεκτικότητα σε 26 διαφορετικά αντιβιοτικά! Αυτού του είδους τα υπερβακτήρια που ολοένα και πληθαίνουν έχουν μετατραπεί σε μια από τις μεγαλύτερες απειλές για τη δημόσια υγεία παγκοσμίως.
Νόστιμος «σύμμαχος» ενάντια στην ανθεκτικότητα των βακτηρίων
Λαμβάνοντας μέρος στον πόλεμο ενάντια σε αυτά τα θανατηφόρα παθογόνα ερευνητές του Πανεπιστημίου Texas A&M ανακάλυψαν έναν πολύ… νόστιμο αναπάντεχο σύμμαχο. Πρόκειται για την κουρκουμίνη η οποία χαρίζει στον κουρκουμά το χαρακτηριστικό έντονο κίτρινο χρώμα του.
Θανατηφόρες αντιδράσεις εντός των βακτηρίων
Συγκεκριμένα οι ερευνητές είδαν, όπως ανέφεραν στο επιστημονικό περιοδικό «Scientific Reports», ότι όταν η κουρκουμίνη «ταϊστεί» σε βακτήρια και στη συνέχεια ενεργοποιηθεί με τη χρήση φωτός, προκαλεί θανατηφόρες αντιδράσεις εντός των βακτηρίων εξολοθρεύοντάς τα. Η διαδικασία αυτή, σύμφωνα με τους επιστήμονες του Texas A&M, μειώνει τον αριθμό των ανθεκτικών στα αντιβιοτικά βακτηρίων και καθιστά τα συμβατικά αντιβιοτικά και πάλι αποτελεσματικά.
«Ενοχες» για 10 εκ. θανάτους ετησίως οι βακτηριακές λοιμώξεις στο μέλλον
Πριν από την ανακάλυψη των αντιβιοτικών τα μεταδοτικά νοσήματα αποτελούσαν την κύρια αιτία θανάτου και αναπηρίας παγκοσμίως. Είναι χαρακτηριστικό ότι με την έλευση των αντιβιοτικών το προσδόκιμο ζωής των ανθρώπων αυξήθηκε κατά 23 χρόνια κατά μέσο όρο! Τις τελευταίες δεκαετίες όμως, τη στιγμή που η ανακάλυψη νέων αντιβιοτικών δεν εμφάνισε κάποια σημαντική αύξηση, τα ανθεκτικά βακτήρια παρουσίασαν «έκρηξη» με αποτέλεσμα να κάνουν την εμφάνισή τους υπερβακτήρια όπως ο ανθεκτικός στη μεθικιλλίνη Staphylococcus aureus (MRSA) και ο ανθεκτικός στη βανκομυκίνη εντερόκοκκος που αποτελούν πολύ δύσκολους στη θεραπεία βακτηριακούς «εχθρούς». Μάλιστα οι λοιμώξεις εκτιμάται ότι θα αποτελούν την κύρια αιτία θνησιμότητας τις επόμενες δεκαετίες (όπως συνέβαινε και στο παρελθόν) καθώς θα είναι «ένοχες» ως και για 10 εκατομμύρια θανάτους ετησίως.
«Οταν τα βακτήρια εμφανίζουν ανθεκτικότητα στα συμβατικά αντιβιοτικά χρειαζόμαστε εναλλακτικές οδούς είτε για να σκοτώσουμε τα υπερβακτήρια είτε για να βρούμε καινοτόμους τρόπους τροποποίησης των φυσικών διαδικασιών που λαμβάνουν χώρα εντός των βακτηρίων ώστε τα αντιβιοτικά να ξαναρχίσουν να είναι αποτελεσματικά» ανέφερε ο δρ Βαντερλέι Μπανιάτο, καθηγητής στο Τμήμα Βιοϊατρικής Μηχανικής στο Texas A&M και κύριος συγγραφέας της μελέτης.
Στόχος η μείωση της βακτηριακής ετερογένειας
Ο κάθε πληθυσμός βακτηρίων παρουσιάζει φυσική ποικιλομορφία. Αυτή η ετερογένεια οδηγεί και σε ποικιλομορφία στη συμπεριφορά των κυττάρων του οργανισμού, συμπεριλαμβανομένης της απόκρισης στα αντιβιοτικά, γεγονός που μπορεί να συμβάλει στην ανθεκτικότητα στις θεραπείες αν κάποια βακτηριακά στελέχη επιβιώσουν παρά τη θεραπεία και συνεχίσουν να πολλαπλασιάζονται. Οι ερευνητές του Texas A&M έθεσαν λοιπόν ως στόχο να μειώσουν τη βακτηριακή ετερογένεια προκειμένου να ελέγξουν και τη βακτηριακή ανθεκτικότητα.
Η φωτοδυναμική αδρανοποίηση
Η φωτοδυναμική αδρανοποίηση, μια τεχνική που έχει φανεί υποσχόμενη ενάντια στη βακτηριακή ανθεκτικότητα, βασίζεται στη χρήση φωτός και φωτοευαίσθητων μορίων, για την παραγωγή δραστικών μορφών οξυγόνου οι οποίες μπορούν να εξολοθρεύσουν μικροοργανισμούς παρεμβαίνοντας στις μεταβολικές διεργασίες τους.
Ενάντια σε ανθεκτικά στελέχη του Staphylococcus aureus
Στα πειράματά τους οι ερευνητές χρησιμοποίησαν την κουρκουμίνη η οποία αποτελεί φυσική τροφή όχι μόνο για τον άνθρωπο αλλά και για τα βακτήρια. Δοκίμασαν τη φωτοδυναμική αδρανοποίηση με χρήση της κουρκουμίνης σε στελέχη του Staphylococcus aureus που είναι ανθεκτικά στην αμοξικιλίνη, την ερυθρομυκίνη και τη γενταμυκίνη.
Εξολόθρευση των ανθεκτικών στελεχών
Οι ερευνητές εξέθεσαν τα βακτήρια σε πολλούς κύκλους έκθεσης στο φως και στη συνέχεια συνέκριναν την ελάχιστη συγκέντρωση αντιβιοτικών που χρειαζόταν προκειμένου να εξολοθρευθούν τα βακτήρια που είχαν εκτεθεί στο φως σε σύγκριση με άλλα βακτήρια που δεν είχαν εκτεθεί στο φως. «Οταν έχουμε έναν μεικτό πληθυσμό βακτηρίων στον οποίο κάποια είναι ανθεκτικά, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τη φωτοδυναμική αδρανοποίηση προκειμένου να εξολοθρεύσουμε τα ανθεκτικά βακτήρια και να παραμείνουν μόνο τα στελέχη που είναι πιο ευαίσθητα στα αντιβιοτικά. Με αυτόν τον τρόπο είναι πολύ πιο εύκολο να προβλέψουμε και την ακριβή δόση αντιβιοτικού που απαιτείται για να αντιμετωπιστεί μια λοίμωξη» εξήγησε ο καθηγητής Μπανιάτο.
Πολλά υποσχόμενη… κίτρινη μέθοδος για τις πνευμονίες
Σύμφωνα με την ερευνητική ομάδα, η φωτοδυναμική αδρανοποίηση με χρήση της κουρκουμίνης είναι τρομερά υποσχόμενη ως επικουρική θεραπεία των αντιβιοτικών για λοιμώξεις όπως οι πνευμονίες που προκαλούνται από ανθεκτικά βακτήρια.
Οταν μια βακτηριακή λοίμωξη «χτυπήσει» τους πνεύμονες, η τεχνολογία της φωτοδυναμικής αδρανοποίησης με χρήση της κουρκουμίνης μπορεί να δράσει επικουρικά με τα αντιβιοτικά καθιστώντας τα και πάλι αποτελεσματικά ώστε να «καθαρίσουν» την πνευμονία. Credit: Rachel Barton/Texas A&M Engineering
Οικονομική θεραπευτική προσέγγιση
«Η φωτοδυναμική αδρανοποίηση προσφέρει μια οικονομική θεραπευτική προσέγγιση η οποία είναι ζωτικής σημασίας για τη μείωση του ιατρικού κόστους όχι μόνο στις αναπτυσσόμενες αλλά και στις αναπτυγμένες χώρες» ανέφερε ο δρ Βλαντισλάβ Γιάκοβλεφ, καθηγητής του Τμήματος Βιοϊατρικής Μηχανικής στο Texas A&M και συγγραφέας της μελέτης. Κατέληξε σημειώνοντας ότι «η συγκεκριμένη προσέγγιση έχει επίσης πιθανές εφαρμογές στη στρατιωτική ιατρική όπου η τεχνολογία της φωτοδυναμικής αδρανοποίησης μπορεί να εφαρμοστεί για την αντιμετώπιση των τραυμάτων στο πεδίο της μάχης αλλά και για την πρόληψη της μικροβιακής αντοχής η οποία αποτελεί κύρια ανησυχία σε περιπτώσεις πολέμων».