Nastavují se nová pravidla spotřeby, vzniká řada mezinárodních programů zaměřených na vývoj nových antibiotik. „Je to obrovská a velmi nejistá investice – vývoj nového antibiotika trvá i 12 let a stojí v průměru 1,8 miliardy dolarů,“ vysvětluje Jaroslav Hrabák, proč se do toho farmaceutickým firmám moc nechce a je důležitá podpora ze státních rozpočtů.

Za zlatou éru antibiotik se považují 50. a 60. léta, kdy se jich na trh dostalo nejvíce. To už je opravdu dávno. Od té doby vzniká jen velmi málo nových a hlavně se zvyšuje rezistence ke stávajícím antibiotikům. Tak vzniká ona tikající bomba. Pokud ji urychleně nezneškodníme, můžeme se lehce dostat do doby před rokem 1928, kdy byl objeven penicilin.

Nová antibiotika naštěstí nejsou jedinou strategií. „Můžeme upravit – vylepšit strukturu – již známých antibiotik,“ popisuje Hrabák levnější a rychlejší způsob. Začínají se používat nové přístupy, například nanočástice stříbra, které mají antimikrobiální účinky. Testují se i přístupy oslabující virulenci bakterií nebo naopak na podporu imunitního systému, který by si s bakteriemi snáze poradil. A v neposlední řadě rozvoj nových technologií otvírá zcela nové možnosti: „Pomocí metod genového inženýrství budeme moci zcela odstranit virulenci nebo bakterie selektivně zabíjet,“ vyjmenovává mikrobiolog.

Jak vzniká rezistence?

„To je má oblíbená otázka při zkoušení mediků,“ směje se. „Z pohledu lékaře se jedná o infekci, kdy při léčbě antibiotiky dochází k selhání léčby a pacient se neuzdravuje,“ popisuje Hrabák. Z pohledu mikrobiologie existuje několik mechanismů vzniku rezistence. Bakterie si sama může vytvořit odolnost – uzavřením buněčné stěny, aktivním vypuzováním antibiotika, tvorbou enzymů, které antibiotikum rozloží, nebo třeba mutací místa, kam se antibiotikum váže. Tak vznikají „geny rezistence“. Právě ty se vyměňují při tzv. horizontálním přenosu genetické informace – nejčastěji konjugaci. „Dvě bakterie se potkají, fyzicky se spojí a vymění si geny rezistence,“ popisuje Hrabák nejčastější způsob vzniku rezistencí. Třetí možností jsou bakteriofágy – viry bakterií, které mohou bakterii „nakazit“ i rezistencí k antibiotikům.

Nejedná se ale o nic nového. „Vznik rezistence je přirozený mechanismus, který tu je od nepaměti. Mnoho přírodních látek má antimikrobiální účinky a bakterie se tímto způsobem chrání,“ vysvětluje a dodává: „Bakterie mají vždy náskok, ty běžné se rozmnoží za 20 minut, člověk za více než 20 let.“ Problémem jsou nemocnice, kde se potkává mnoho různých bakterií, hojně se používají antibiotika a jsou zde oslabení hostitelé – pacienti. Tam vzniká ideální prostředí pro vznik a šíření multirezistentních bakterií.

Mohou za to včely

Jaroslav Hrabák se k mikrobiologii dostal díky včelaření. „Včelařím už od patnácti a kvůli bakterii Paenibacillus larvae, která způsobuje mor včelího plodu, jsem se dostal k mikrobiologii,“ popisuje netradiční začátek kariéry a dodává: „Včely mi zůstaly a navíc mám práci, která mi je i koníčkem.“ Zabývá se vznikem a šířením antibiotické rezistence. „Pomocí metod celogenomového sekvenování jsme schopni zjistit, odkud rezistence přišla,“ popisuje. V Česku infekcí způsobených multirezistentními bakteriemi, na které by nezabírala ani antibiotika poslední volby – karbapenemy –, naštěstí moc není: „Evidujeme kolem 20 případů ročně, většinou si je Češi přivezli jako ‚suvenýr‘ z dovolené, nejčastěji z Řecka a Itálie,“ říká Hrabák.

V jeho laboratoři také vymysleli nový způsob, jak rychle určit rezistenci bakterií a podle toho zvolit vhodná antibiotika. „Za využití metody hmotnostní spektrometrie MALDI-TOF známe výsledky do 24 hodin,“ shrnuje. Tím její úspěchy nekončí: „Patentovali jsme teď další výsledky související s genovou terapií, ale o tom zatím nemohu mluvit,“ tajuplně dodává.

Hledání nových antibiotik

Příroda je obrovský zdroj přírodních látek, které mají antimikrobiální účinky. Problém ale je, že se často nedají v dostatečném množství získat z přírody, proto se je chemici snaží připravit v laboratoři. A to není jen tak – jejich molekuly jsou složité a chemická syntéza v laboratoři zatím neznámá. „Totální syntéza je jako puzzle. Struktura molekuly (náš obrázek) je složena z jednotlivých ‚kostiček‘‎, které musíme v laboratoři vyrobit a správně složit,“‎ popisuje chemik Ondřej Kováč z Univerzity Palackého v Olomouci, jenž díky ročnímu stipendiu od Nadace Experientia v listopadu odjíždí na roční stáž na Innsbruck University, kde se bude věnovat totální syntéze nového antibiotika Kibdelomycinu. To má unikátní mechanismus účinku odlišný od dosud známých antibiotik a mohlo by být účinné i na rezistentní kmeny bakterií. Ondřej Kováč optimisticky doufá, že se mu do dvou let podaří molekulu připravit: „Pak budou následovat testy, optimalizace a zjednodušení syntézy pro komerční výrobu,“‎ popisuje dlouhou a nejistou cestu na pulty lékáren.

Autorka: Pavla Hubálková

Foto: Ilustrační a archiv J. Hrabáka

Článek vyšel na webu a v tištěném vydání Týdeníku Hrot

Jaroslav Hrabák

Vedoucí Laboratoře antibiotické rezistence a aplikací hmotnostní spektrometrie v mikrobiologii v Biomedicínském centru Lékařské fakulty UK v Plzni, kde je od roku 2014 i manažerem. Je laureátem Ceny Neuron pro mladé vědce za rok 2015 v kategorii medicína.