Poważne zagrożenie dla zdrowia

Ostatnio nasz kraj był wstrząśnięty dziesiątkami zgonów z powodu szpitalnych zakażeń bakteryjnych wywołanych przez zanieczyszczone leki. Główną biologiczną przyczyną tych zgonów była bakteria Klebsiella pneumoniae . Bakterię tę odkrył niemiecki patolog Carl Friedländer w 1882 roku, który zaobserwował ją w płucach pacjentów zmarłych na zapalenie płuc. Wprowadzenie penicyliny w 1929 roku doprowadziło do powstania coraz skuteczniejszych antybiotyków, a bakteryjne choroby zakaźne zaczęły ustępować. Spadek ten był tak poważny, że William H. Stewart, Naczelny Lekarz Stanów Zjednoczonych, oświadczył przed Kongresem w 1969 roku, że era chorób zakaźnych „dobiega końca”.

Jednak od lat 80. XX wieku zaczęły pojawiać się bakterie oporne na te same antybiotyki, które wcześniej skutecznie je zwalczały. Tak jest w przypadku Klebsiella pneumoniae. Nowe przypadki oporności bakterii na antybiotyki pojawiają się i rozprzestrzeniają na całym świecie każdego dnia, zagrażając naszej zdolności leczenia powszechnych chorób zakaźnych, zarówno u ludzi, jak i u zwierząt.

Rosnąca liczba infekcji, takich jak zapalenie płuc, gruźlica, sepsa i choroby przenoszone drogą pokarmową, między innymi, staje się coraz trudniejsza, a czasem wręcz niemożliwa do leczenia , ponieważ antybiotyki tracą skuteczność w zwalczaniu nowo opornych populacji. Światowa Organizacja Zdrowia zalicza tę oporność do dziesięciu najpoważniejszych zagrożeń dla zdrowia ludzkości. Ta oporność bakterii jest przede wszystkim konsekwencją procesu, który biologia ewolucyjna nazywa „selekcją naturalną”. Selekcja naturalna jest zjawiskiem populacyjnym, a nie jednostkowym, ponieważ stanowi odpowiedź populacji na wyzwania stawiane przez jej środowisko. Wyjaśniają ją cztery czynniki: 1) występują zróżnicowania w niektórych cechach między osobnikami w obrębie populacji; 2) zmienność ta jest dziedziczna, co oznacza, że potomstwo ma tendencję do większego podobieństwa do swoich rodziców niż osobniki, z którymi nie jest biologicznie spokrewnione; 3) mechanizm dziedziczenia to informacja o rozwoju organizmów zawarta w genach (DNA) i przekazywana od rodziców potomstwu oraz 4) sukces reprodukcyjny (zdolność do pozostawienia potomstwa w następnym pokoleniu) jest różny u osobników posiadających różne warianty danej cechy, w zależności od środowiska, w którym żyją.

W danym środowisku jeden z wariantów zwiększa przeżywalność i reprodukcję osobników go będących nosicielami . Z czasem populacja będzie miała większą liczbę osobników z tym wariantem, a wszystkie osobniki z innymi wariantami, mniej przystosowane do danego środowiska, zostaną zredukowane lub nawet wyeliminowane.

W jaki sposób dobór naturalny wpływa na pojawienie się oporności bakterii? Początkowo antybiotyki są skuteczne przeciwko szczepom bakteryjnym (populacjom). W obrębie szczepów może istnieć kilka osobników opornych lub z czasem mogą pojawić się osobniki, które staną się oporne z powodu zmian w swoich genach (mutacji). Te oporne osobniki są lepiej przystosowane do wyzwania stawianego przez antybiotyk i, w przeciwieństwie do osobników nieopornych, są zdolne do pozostawienia potomka w następnym pokoleniu. Z biegiem pokoleń osobniki oporne stają się większością . Zmiany w genach, które powodują oporność, nie są wynikiem stosowania antybiotyków, lecz raczej istniały przed ich zastosowaniem lub pojawiają się losowo w trakcie leczenia. Można by pomyśleć, że ta losowość sprawia, że pojawienie się oporności jest mało prawdopodobne. Jednakże dwa fakty zwiększają to prawdopodobieństwo: 1) bakteria produkuje dużą liczbę pokoleń (z potencjalnymi losowymi zmianami w genach) w stosunkowo krótkim czasie – na przykład w odpowiednich warunkach pojedyncza bakteria Escherichia coli może wyprodukować miliony osobników w ciągu kilku godzin – oraz (2) czynnik ludzki, powstający w wyniku nadmiernego lub niepotrzebnego stosowania antybiotyków lub ich niewłaściwego stosowania (nieodpowiednie dawki), co sprzyja selekcji opornych mikroorganizmów.

Nie należy zapominać o stosowaniu antybiotyków w rolnictwie, ponieważ powinny one być ograniczone do dobrostanu zwierząt w opiece lub produkcji, a nie do stymulacji rozwoju, jak to czasami ma miejsce w przypadku hodowli drobiu, trzody chlewnej i ryb. Dobór naturalny działa na podstawie produktów przypadku, ale operacja ta obejmuje nie tylko przypadek, ale także rygorystyczne i złożone czynniki biologiczne, takie jak liczba wygenerowanych mutacji, prawdopodobieństwo pojawienia się oporności, poziom oporności na antybiotyki, stopień oporności i siła sił selekcyjnych. Dlatego nie jest możliwe (przynajmniej na razie) przewidzenie trajektorii ewolucyjnej szczepów bakteryjnych. Obecnie oporność bakterii na antybiotyki ma tylko jeden czynnik, który można korygować: ludzi, poprzez ostrożne i właściwe stosowanie antybiotyków .

Emerytowany profesor Narodowego Uniwersytetu La Plata, członek zwyczajny Narodowej Akademii Agronomii i Medycyny Weterynaryjnej oraz członek korespondencyjny Narodowej Akademii Nauk.

Według