Lietuvos mokslininkai – priešakinėje naujų antibiotikų kūrimo linijoje

UAB „Bioseka“, Vilniaus universitetas ir „GeneArrest“ nuo 2013 m. lapkričio mėn. įgyvenina bendrą mokslinių tyrimų ir inovacijų projektą „Peptidinių nukleorūgščių taikymas streptokokų bioplėvelių slopinimui“ (PAISBI). Projektas laimėjo tarptautinės EUREKA programos įvertinimą ir yra iš dalies finansuojamas Mokslo, technologijų ir inovacijų agentūros (MITA).

Lietuvos ir Izraelio mokslininkų darbas yra inovatyvus pasauliniu mastu. Taikant pažangiausią genų terapijos metodą – peptidinių nukleorūgščių (PNR) oligonukleotidus - siekiama sukurti preparatus, kurie veiktų ne šalinant infekcijos pasekmes, tačiau per genetinius mechanizmus sukeliančius pačią infekciją.

Atsparumo antibiotikams kaina – dešimtys tūkstančių gyvybių

UAB „Bioseka“ atstovė Dr. Austė Kiškienė teigia, jog Lietuvoje antibiotikams atsparių infekcijų statistika nėra labai skaidri ir bet kuriuo atveju ji nėra patikima, tačiau apie tokių infekcijų keliamą pavojų galima spręsti pagal JAV patirtį, kur konservatyviais vertinimais vien per 2013 m. antibiotikais atspariomis infekcijomis užsikrėtė ne mažiau 2 mln. žmonių, iš kurių 23 000 atvejai pasibaigė liūdniausia baigtimi.

Net jei infekciją pavyksta išgydyti, žmogus gali likti neįgalus ar suluošintas. Bakterinės infekcijos yra dažna medicininių procedūrų komplikacija – danties implantas gali neprigyti dėl burnos ar odos bakterijų patekusių į audinius prieš įstatant implantą, todėl gali tekti kartoti skausmingas procedūras ar net atlikinėti sudėtingas žandikaulio operacijas.

Problemą aštrina tai, kad per pastaruosius kelis metus atsirado (manoma, jog Indijoje ar Pakistane) ir pasaulyje paplito bakterinės infekcijos, atsparios stipriausiems ir paskutine gynybos prieš antibiotikus linija vadinamiems (angl. last resort) antibiotikams – karbapenemams. Atsparumas antibiotikams plinta ir tarp skirtingų bakterijų rūšių – viena rūšis perduoda atsparumą kitoms. Priminsime tragišką bakterinės infekcijos protrūkį Vokietijoje, kurį sukėlė mutavusios įprastos enterobakterijos, kurios atsparumo genus perėmė iš kitų bakterijų. Atsparumas labai sparčiai plinta tarp iki šiol lengvai gydytų ligų, tokių kaip gonorėja, kurią sukelia bakterija Neisseria gonorrhoeae.

Bakterijų naikinimas be atrankos – ne išeitis

UAB „Bioseka“ mokslo direktorius dr. Tomas Kačergius paaiškina – „Esamos priešbakterinės technologijos yra nepakankamos, jos nėra selektyvios, kelia pavojų aplinkai bei „gerosioms bakterijoms“, todėl kuriame naujus įrankius, kurie paveiktų tik „blogąsias bakterijas“, sukeliančias ligą“.

Esami antibiotikai nėra selektyvūs, tai reiškia, kad dauguma naudojamų antibiotikų yra plataus spektro ir iš esmės žudo visas bakterijas, taip pat „gerąsias“. Kadangi „gerosios bakterijos“ yra būtinos sveikam organizmui ir stipriai imuninei sistemai, jų pažeidimas yra labai pavojingas. Bakterijų pasaulyje laisva vieta tuščia neužsibūna – sunaikinus vienas bakterijas, jų vietą tuojau pat užima kitos. Situacijos pavojingumą paaiškina tai, jog žmogų įprastoje aplinkoje kasdien puola apie 20 000 įvairių patogenų, iš kurių bent ketvirtadalis yra patogeninės – blogosios –bakterijos. Be to, skirtumas tarp gerųjų ir blogųjų bakterijų gali būti itin menkas – nepavojingos ar net gerosios bakterijos, įgiję vos kelis toksinų genus, gali tapti mirtinai pavojingomis.

Dėl minėtų priežasčių kuriant naujus antibakterinius preparatus svarbu paveikti ne visas bakterijas, o tik tas, kurios sukelia ligą, išsaugant žmogaus natūralų mikrobiomą. Toks selektyvumas yra galimas, jeigu su bakterijomis kovojama genetiniame lygmenyje – paveikiant tik blogosioms bakterijoms būdingus genus ar jų transkripciją, taip sustabdant infekciją.

Smūgis ligos sukėlėjams – iš netikėtos pusės

Vienas iš naujausių būdų reguliuoti bakterijas genetiniu lygiu yra „Biosekos“ kuriama oligonukleotidų biotechnologija. Priešprasminiai oligonukleotidai yra vienos vijos genetinės informacijos fragmentai, kurie prisijungia prie savo antipodo – ląstelėje natūraliai esančių DNR ar RNR sekų jas inaktyvuodami. Oligonukleotidų biotechnologija leidžia reguliuoti informacinę RNR taip blokuojant baltymų sintezę ląstelėse, o naujausios kartos PNR (polimeriniai oligonukleotidai) gali blokuoti ir patį geną (DNR fragmentą), taip sumažinant bakterijos gyvybingumą.

Projektą iniciavusi „Bioseka“ sukūrė patogeninius streptokokus veikiančius oligonukleotidus. Streptokokai sukelia pavojingas širdies ir kraujotakos sistemos, kvėpavimo takų, nosiaryklės, odos infekcijas. Pavyzdžiui, Streptococcus pneumoniae yra viena dažniausių sinusitų, plaučių uždegimų ar net meningitų priežasčių.

Išbandant naują technologiją, „Biosekos“ mokslininkams talkina Vilniaus universiteto Medicinos fakulteto mokslininkai, o Izraelio įmonė „GeneArrest“ yra sukūrusi PNR nukleotidų sintezės ir optimizavimo technologiją – lietuvių ir izraeliečių technologijų derinys suteikia galimybę gaminti naujos kartos antibakterinius preparatus.

Vilniaus universiteto Medicinos fakulteto Fiziologijos, biochemijos, mikrobiologijos ir laboratorinės medicinos katedros vedėja akademikė Zita Aušrelė Kučinskienė sakė: „Globali problema yra bakterijų atsparumas antibiotikams. Šią problemą išspręsti gali tik visiškai naujos kartos technologijos, todėl ypač smagu, kad jos kuriamos Lietuvoje“.

Projektą numatoma vykdyti dvejus metus. Sukurtą technologiją planuojama licencijuoti klinikiniams tyrimams, taip pat panaudoti išoriniuose medicinos produktuose, kuriuose randami gyvybei pavojingi mikrobai.