Страшный мир без антибиотиков: сможет ли выжить человек со 100%-й резистентностью?
Исследователи все чаще заявляют о приходе эры после антибиотиков, когда стандартные препараты этого класса потеряют свою эффективность. Бактерии адаптируются и становятся устойчивыми к медикаментам, а специалисты анализируют причины этого явления и возможные последствия для человечества.
Эпоха до появления антибиотиков
Перед тем, как антибиотики вошли в нашу жизнь, мир был более страшным и опасным местом. Любое заражение могло стать смертельным, а комплексные операции казались недостижимой мечтой.
Наши тела и окружающая нас среда населены микроорганизмами: большая их часть не представляет опасности или даже полезна, однако есть и вредоносные, способные вызвать инфекционные заболевания. До момента изобретения антибиотиков единственным способом справиться с инфекцией для человека была его собственная иммунная система.
В результате ещё в начале ХХ века смертность была высокой: к примеру, пневмония была смертельной для трех из десяти инфицированных, а после рождения ребенка умирали 5 из 1000 молодых мам.
Заболевания, например, туберкулез, коклюш или гонорея, вызванные агрессивными микроорганизмами, часто заканчивались летальным исходом. Даже незначительные порезы могли быть смертельными.
Ситуация кардинально изменилась с открытием пенициллина — вещества, эффективного против определённых типов бактерий. Этот грибок, известный как бензилпенициллин, был открыт Александром Флемингом в 1928 году в результате почти случайного эксперимента: он оставил в открытой лаборатории чашу Петри с культурой стафилококков, и на следующее утро заметил рост грибка в этой чаше.
Прошло больше десяти лет, прежде чем из этого вещества удалось создать лекарство. В процессе разработки принимали участие не только Флеминг, но и ученые Говард Флори и Эрнст Чейн. Синтезированный ими препарат на основе пенициллина стал первым в истории антибиотиком.
Слово «антибиотик» буквально переводится как «против жизни», в данном контексте — против микроорганизмов. Вариантов этих медикаментов существует множество: от антибактериальных до антивирусных, антигрибковых и антипаразитарных.
Некоторые из них активны против широкого спектра организмов, другие целенаправленно действуют на конкретные виды. Наиболее распространенными являются антибактериальные препараты, которые или останавливают репродуктивный процесс бактерий, давая шанс иммунной системе одолеть оставшиеся, или напрямую истребляют их.
Уже в те времена было понятно, что бактерии могут адаптироваться к антибиотикам. Флеминг осознавал, что процесс адаптации неизбежен, и что чем чаще мы будем применять пенициллин, тем быстрее это случится.
Он опасался, что нерациональное применение препарата может ускорить этот процесс. Первые штаммы стафилококка с иммунитетом против пенициллина, обнаружили в 1940 году, прежде чем медикамент стал широко доступен. В 1945 году Флеминг заявил:
«Тот, кто бездумно применяет пенициллин, несет моральную ответственность за смерть от инфекции, не поддающейся лечению этим препаратом. Желаю, чтобы нам удалось избежать такой трагедии».
Последствия исчезновения антибиотиков
Какой облик примет мир, если антибиотики исчезнут или перестанут работать? Что стоит на кону? Список последствий грозный: отсутствие эффективного лечения инфекций, повышенный риск осложнений при рождении, невозможность трансплантации органов. Даже раковые заболевания, для лечения которых сегодня активно применяются антибиотики в комплексе с химиотерапией, станут ещё более смертельными.
Все виды травм, будь то автомобильные аварии или незначительные падения, приобретут смертельный характер. Все аспекты повседневной жизни станут опасными и непредсказуемыми. Более того, скачок цен на продукты питания станет неизбежным: производство мяса, рыбы и фруктов обойдется гораздо дороже из-за невозможности применения антибиотиков.
Однако некоторые исследователи уверены, что все не так страшно. Стойкость микроорганизмов к антибиотикам — не безвозвратный процесс: появление у бактерий устойчивости — это результат мутаций, которые делают их менее конкурентоспособными в отсутствии антибиотиков.
Если прекратить использование одного типа препаратов, те бактерии, которые не устойчивы к ним, смогут быстрее размножаться, вытесняя устойчивые штаммы. Альтернативой является ротация типов антибиотиков, что позволит удерживать уровень устойчивости на приемлемом уровне.
Тем не менее многие эксперты убеждены, что «золотой век» антибиотиков закончился. Они считают, что в борьбе с устойчивостью мы уже проиграли, и необходимо сосредоточить усилия на поиске заменяющих технологий.
Чтобы сдержать распространение устойчивых микроорганизмов, необходимы жесткие ограничения на применение антибиотиков в агропромышленности. Некоторые страны, например, Нидерланды, Дания и Норвегия, уже ввели строгие меры, в США же по-прежнему существует сопротивление регулированию.
Кроме того, важно стимулировать фармацевтические компании к разработке новых антибиотиков, возможно, продлевая срок действия патентов или упрощая процедуры клинических испытаний.
Несмотря на проблемы с антибиотиками, человечество не останавливается на достигнутом. Сто лет тому назад мы не знали о существовании пенициллина и антибиотиков, но изобрели же их!
Сейчас исследователи работают над заменителями антибиотикам, от применения «хищных» микроорганизмов до наночастиц металлов, известных своей способностью убивать бактерии. К 2050 году может появиться что-то такое, что полностью исключит потребность в антибиотиках. Например:
Технология редактирования генов CRISPR
В отношении бактерий данная технология может «обратить оружие» против самих микроорганизмов, используя их собственные защитные механизмы для самоуничтожения.
«Плотоядные» микроорганизмы
Некоторые бактерии, например, Bdellovibrio bacteriovorus из почвы, можно использовать в качестве средства борьбы с инфекцией: эти бактерии атакуют и уничтожают другие микроорганизмы, распространяясь таким способом.
Пептиды с антимикробной активностью
Не только человек, но и животные, растения и даже грибы производят пептиды — молекулы с антимикробным действием. Специфические пептиды амфибий и рептилий, которые успешно сражаются с инфекциями, представляют особый интерес для разработки новых фармацевтических препаратов.
Исследователи активно ищут эффективные альтернативы традиционным антибиотикам, и вполне вероятно, что к середине века мы найдём решение текущей проблемы.