Az orvosi implantátumok, illetve invazív eszközök felszínén rendre kialakulnak a baktériumtelepekből olyan biofilm rétegek, melyekre az antibiotikumok jóval kevésbé hatékonyak, mint a különálló baktériumokra. Konkrétan ezerszeres az ellenálló képességük ezekre a gyógyszerekre. Ennek oka, hogy a biofilmben a baktériumok sejtfalai együttesen amolyan „erődöt” képeznek, amelyen sem a gyógyszer nem hatol át, sem pedig az immunrendszer nem bír el vele. Ráadásul ezek felelősek a kórházi környezetben kialakult fertőzések 80 százalékárért, mivel megjelenhetnek a katéterektől kezdve a pacemakerek és az ízületi protézisek felszínén egyaránt. Ezen eszközök egy részét relatíve könnyen lehet cserélni, más részét, például egy csípőprotézist már kevésbé.

Az egyik leggyakoribb, biofilm réteget képező baktérium a Staphylococcus aureus, amely nem is nagyon reagál a hagyományos, antibiotikum-alapú terápiákra, és egy ilyen fertőzés kialakulása esetén eddig el kellett távolítani sebészi úton a szóban forgó protézist. Alternatívaként be lehetett vetni antitesteket, valamint enzimeket, de ezek széles-spektrumú kezelési módok, amelyek veszélyesek az emberi szövetekre és sejtekre is, így elég sok mellékhatással járt a használatuk. Ezen a problémán segít az „élő gyógyszer”, mint újfajta, lokális kezelés, amely lényegében a baktériumot alakítja át baktérium-irtó terminátorrá. A módszert már tesztelték laborban, élő szervezeten kívül és belül egyaránt, és a terápia bőr alá fecskendezve egerek esetén a vizsgált állatok 82 százalékát kigyógyította a fertőzésből. A kutatás (melyet részben az Európai Kutatási Tanács is támogatott) eredményeit a Molecular Systems Biology című lapban tették közzé – olvasható a sajtóközleményben.

A kiindulási teória az volt, hogy az elő szervezetek, tehát a baktériumok konkrétan a biofilm közelségében termelik meg a terápiához szükséges enzimeket, és ez a fertőzések kezelésének egyszerre olcsóbb és biztonságosabb útja az eddigieknél. Az enzimet hordozó vektorként pedig azért éppen a baktérium került szóba, mivel ezek genomja kicsi, és aránylag egyszerű módszerekkel szerkeszthető. A konkrét kutatáshoz a Mycoplasma pneumoniae bakétriumot módosították, amelynek egyik nagy előnye, hogy nincs sejtfala, így a terápiás célú molekulákat könnyebben tudja kiereszteni, és az emberi immunrendszer is kevésbé kezeli fenyegetésként. Ehhez tartózik még, hogy ez a baktérium nehezen mutálódik, és nagyon alacsony a kockázata, hogy a szerkesztett géneket átadja a környezetében található kórokozóknak.

Az M. pneumoniae egyébként különböző könnyebb, légzőszervi megbetegedéseket vált ki, ezért az első lépésben a kutatók úgy módosították, hogy ne jelentsen veszélyt a szervezetre, azaz ne okozzon betegséget. Ezt követően további módosításokkal elérték, hogy az M. pneumoniae két olyan enzimet is kibocsájtson, amelyek a biofilmet alkotó baktériumok sejtfalait teszik tönkre. Sikerült elérni azt is, hogy a kórozókra káros enzimek nagyobb hatékonysággal kerüljenek kibocsájtásra.

Mivel az M. pneumoniae a tüdőhöz adaptálódott, ezért a kutatók az első körben a lélegeztetéshez használt csöveken és tubusokon próbálnák ki, illetve tehát azokon a biofilm rétegeken, melyek ezeken kialakultak. A következő kihívás azonban az ipari termeléssel kapcsolatos problémák kezelése, míg a klinikai kísérletek kezdete 2023-ra várható. Egyébként az „élő gyógyszerré” alakított baktériumban rengeteg a potenciál, mivel ezek könnyen eljuttatják a terápiás célú fehérjéket a betegségek pontos helyeire, ahol ráadásul folyamatosan és helyben bocsájtják ki a gyógyszerként funkcionáló vegyületeket.

(A cikkhez használt borítókép és címlapkép illusztráció, forrása: Flickr/Peter Handke)

További cikkek a témában:

Miért mondanak csődöt az antibiotikumaink? Véget érni látszik a bakteriális fertőzések elleni küzdelem legsikeresebb évszázada, a kórokozók szuperbaktériumokká válnak, de miért történik velünk ez a katasztrófa, és mit tehetünk ellene?

Az immunrendszerünk számára láthatatlan, tökéletesen idegen baktériumokat találtak a Csendes-óceán mélyén A felfedezés felforgatja mindazt, amit az emberi immunvédekezésről eddig tudni véltünk.

A szobrokban halottak vannak, de a húsevő baktérium besegít A több száz éves templomokban található ugyanilyen régi márványszarkofágok, melyekbe annak idején befolyásos személyeket temettek, bizarr titkot őriznek.