Αναζητώντας στη φύση νέα αντιβιοτικά

Κάθε χρόνο τουλάχιστον 15 χιλιάδες ασθενείς σε νοσοκομεία της Γερμανίας προσβάλλονται από ανθεκτικά βακτήρια και κυρίως από τον λεγόμενο χρυσίζοντα σταφυλόκοκκο (MRSA, Methicillin Resistant Staphylococcus Aureus). Τα συμβατικά αντιβιοτικά δεν είναι σε θέση να τον νικήσουν. Οι επιστήμονες προσπαθούν τώρα να αναπτύξουν αντιβιοτικές ουσίες με διαφορετικό τρόπο επίδρασης. Και η σημαντικότερη πηγή άντλησης των απαραίτητων δραστικών ουσιών είναι η ίδια η φύση.

Ζητούμενο, νέες συνθέσεις

Τα λεγόμενα βακτήρια του εδάφους είναι μια πραγματική φαρμακοβιομηχανία. Από το «ρεπερτουάρ» τους μπορεί να αντλήσει κανείς σημαντικές δραστικές ουσίες, όπως είναι η ακαρβόζη (Acarbose), ένα είδος ζαχάρου που χρησιμοποιείται για τη θεραπεία του διαβήτη ή ακόμη και οι ανθρακυκλίνες που χρησιμοποιούνται για την αντιμετώπιση της λευχαιμίας. Ιδιαίτερα παραγωγικοί είναι οι μονοκύτταροι μικροοργανισμοί του εδάφους, κυρίως όταν αυτοί καλούνται να υπερασπιστούν τον ζωτικό τους χώρο. Τότε παράγουν πληθώρα αντιβιοτικών ουσιών. Μέχρι στιγμής οι επιστήμονες έχουν ταυτοποιήσει 15 χιλιάδες τέτοιες ουσίες. Υπάρχουν ωστόσο πολλά αναπάντητα ερωτήματα, θα πει ο μικροβιολόγος Βόλφγκανγκ Βολλέμπεν από το Πανεπιστήμιο της Τυβίγγης στη Γερμανία.«Το βασικό ερώτημα είναι εάν μπορούμε να αξιοποιήσουμε το δυναμικό αυτό με συνδυασμούς τέτοιους ώστε να προκύψουν νέες ουσίες. Και αυτό γιατί από τις 15 χιλιάδες δραστικές ουσίες που έχουμε εντοπίσει μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε μόνο εκατό. Το πρόβλημα είναι ότι οι περισσότερες από αυτές τις ουσίες δεν αφομοιώνονται. Άρα δεν μπορούμε να τις χορηγήσουμε ως φαρμακευτική αγωγή. Προκαλούν παρενέργειες. Μόνο ένα μικρό μέρος τους μπορεί να χρησιμοποιηθεί», επισημαίνει ο Γερμανός επιστήμονας.

Παραλλαγές που σκοτώνουν ανθεκτικά βακτήρια

Σε πολλές περιπτώσεις ωστόσο θα αρκούσε μια πολύ μικρή παρέμβαση στη δομή του για να θεωρηθεί κατάλληλο για φάρμακο ένα τέτοιο φυσικό υλικό. Στο χημικό εργαστήριο μια τέτοια μετάλλαξη του μορίου είναι πάρα πολύ δύσκολη. Για ένα βακτηριακό κύτταρο όμως είναι μια απλή λειτουργία. Προϋπόθεση για αυτό είναι ο μονοκύτταρος μικροοργανισμός να διαθέτει τα απαραίτητα εργαλεία. Αυτά είναι τα ένζυμα, που συγκεντρώνουν διαδοχικά τα συστατικά στοιχεία μιας δραστικής ουσίας, για παράδειγμα ενός αντιβιοτικού. Οι ιδιότητες αυτών των ενζύμων είναι προκαθορισμένες στα γονίδιά τους. Και όπως εξηγεί ο Βόλφγκανγκ Βολλέμπεν: «Μπορούμε να συνδυάσουμε τα γονίδια διαφορετικών οργανισμών που συμμετέχουν στη σύνθεση μιας τέτοιας ουσίας. Πρόκειται για διαφορετικά γονίδια που παράγουν διαφορετικές ουσίες. Ελπίζουμε λοιπόν ότι με νέους συνδυασμούς θα προκύψουν νέες ή μεταλλαγμένες ουσίες. Και αυτές οι παραλλαγές θα μπορούσαν να σκοτώσουν τα ανθεκτικά βακτήρια».

Η φύση έχει τις απαντήσεις

Πολλά αντιβιοτικά έχουν πολύπλοκη δομή. Όπως για παράδειγμα η βαλχημυκίνη (Balhimycin) που έχει προκύψει από μια φυσική ουσία και επιδρά ενάντια σε νοσογόνους παράγοντες που είναι ανθεκτικοί στα συμβατικά αντιβιοτικά, όπως είναι ο λεγόμενος χρυσίζων σταφυλόκοκκος. Μέχρι να μπορέσει να παράξει ένας μονοκύτταρος οργανισμός αυτή τη φυσική ουσία θα πρέπει να δράσουν διαδοχικά 36 ένζυμα, εκτιμά ο Βόλφγκανγκ Βολλέμπεν. Εάν λοιπόν θελήσει κάποιος να παρασκευάσει ένα τέτοιο αντιβιοτικό, που δεν υπάρχει στη φύση, δεν μπορεί να συνδυάζει άκριτα 36 μεταβολικά ένζυμα από διαφορετικά είδη βακτηρίων. «Αυτό δεν θα οδηγούσε πουθενά», εκτιμά ο Γερμανός μικροβιολόγος.

Την λύση στο πρόβλημα την προσφέρει και πάλι η φύση. Τα γονίδια που απαιτούνται για κάθε βήμα της σύνθεσης μιας φυσικής ουσίας δεν είναι ακανόνιστα σκορπισμένα στο γενετικό υλικό, αλλά βρίσκονται πολύ συχνά το ένα δίπλα στο άλλο. Οι επιστήμονες μπορούν έτσι να δημιουργήσουν μια φυσική ουσία, η οποία όμως δεν υπάρχει στη φύση. Στο εργαστήριο αυτό είναι εφικτό, όμως από τη στρατηγική αυτή δεν προέκυψε μέχρι τώρα το αναμενόμενο φάρμακο. Οι επιστήμονες στην Τυβίγγη δεν το βάζουν όμως κάτω. Υπόσχονται να βελτιώσουν τη μέθοδο, αλλά η μαζική εφαρμογή δηλαδή η παρασκευή μεγάλων ποσοτήτων των νέων ουσιών είναι αποστολή των φαρμακοβιομηχανιών, καταλήγει ο κ. Βόλλεμπεν.

Helmuth Nordwig/Σταμάτης Ασημένιος

Υπεύθ. Σύνταξης: Κώστας Συμεωνίδης