Lietuvos mokslininkai pergudravo vaistams atsparias bakterijas

Pasaulinė sveikatos organizacija paskelbė sąrašą bakterijų, kurių atsparumo ir paplitimo lygis pasiekė kritinę ribą. Problemą imta spręsti aukščiausiu politiniu lygiu – ji nagrinėjama G20 valstybių sveikatos ministrų susirinkimuose, kuriamos ir finansuojamos mokslinės programos, į naujų gydymo metodų paiešką įsitraukė ir Vilniaus Gedimino technikos universiteto (VGTU) mokslininkai, atstovaujami universiteto vyriausiojo mokslo darbuotojo dr. Vitalij Novickij.

Kaip Eltai sakė dr. V. Novickij, mikroorganizmų sukeltos žaizdų infekcijos yra viena dažniausiai pasitaikančių komplikacijų po operacijų, nudegimų arba sutrikus organizmo imunitetui. Tokios infekcijos gali būti mirtinai pavojingos. Situaciją komplikuoja baktericidiniam poveikiui bei daugumai antibiotikų atsparių, ūmias infekcijas sukeliančių mikroorganizmų paplitimas.

Pvz., vienas jų – Pseudomonas aeruginosa bakterija – pasinaudodama imuninės sistemos sutrikimais, įsitvirtina organizme ir sukelia infekciją. Farmakologinis gydymas dažnai yra neefektyvus, nes bakterija sugeba įsiskverbti į gilesnius audinius ir formuoja bioplėveles, barjerą, kuris iki dešimčių kartų padidina bakterijos atsparumą vaistams.

Dėl to pacientui gali formuotis negyjančios opos, smarkiai išauga kraujo užkrėtimo tikimybė, o dėl neefektyvaus gydymo vaistais išlieka aukštas mirštamumo lygis, ypatingai tarp pacientų, patyrusių nudegimus.

Eltos pašnekovo vadovaujama VGTU mokslininkų grupė, bendradarbiaudama su daugiau nei 12 skirtingų laboratorijų iš Valstybinio mokslinių tyrimų instituto Inovatyvios medicinos centro, Gamtos tyrimų centro, Vilniaus universiteto, Vytauto Didžiojo universiteto, Edinburgo ir Liublianos universitetų, tobulina elektroporacijos metodą, kuris grįstas stiprių elektrinių laukų taikymu.

Dr. V. Novickij teigimu, šioje srityje sprendimų, tradiciškai, ieško biofizikos ir biologijos mokslų atstovai, o jis, būdamas tarpdisciplininės šakos, bioelektronikos specialistas, į problemą pažvelgė iš kitos pusės – technologinės.

Kaip aiškino dr. V. Novickij, stiprus impulsinis elektrinis laukas sukelia pokyčius ląstelių membranoje, didėja jos pralaidumas medžiagoms, pavyzdžiui vaistams, todėl gerėja vaistų poveikis ir gydymo efektyvumas. Dėl šių priežasčių, elektroporacijos metodas yra plačiai paplitęs ir sulaukia ypatingo dėmesio gydant vėžį, tačiau iki šiol buvo manoma, kad jis netinka paviršinių infekcijų gydymui, nes dėl elektrinio lauko intensyvumo, kurio reikia sėkmingai inaktyvuoti bakterijas, žala odai ir aplinkiniams audiniams būtų daug didesnė negu infekciją sukėlusiam patogenui.

Vis dėlto, dr. V. Novickij kartu su partneriais (Valstybinio mokslinių tyrimų instituto Fizinių ir technologijos mokslų centro Inovatyvios medicinos centru, Gamtos tyrimų centru, Vilniaus universitetu) pavyko sukurti elektroporacijos pagrindu veikiantį naują paviršinių infekcijų biokontrolės būdą.

Pasak mokslininko, elektroporacijos fenomeno veiksmingumas tiesiogiai priklauso nuo impulsinių sistemų – impulsų generatorių ir jų generuojamų signalų, tad mokslininkai sukūrė komercinių analogų neturinčias naujas impulsines sistemas, elektrodus ir protokolus, kurie leidžia paveikti tik paviršinį, infekcijos pažeistą odos sluoksnį, užtikrinant kontroliuojamą, saugų ir efektyvų gydymą.

„Naujasis metodas, grįstas ypatingai aukšto dažnio (MHz eilės) ir didelės amplitudės (>2-10 milijonų V/m) nanosekundinių impulsų taikymu, kurie leidžia selektyviai nužudyti bakterijas, nepažeidžiant gilesnių odos sluoksnių. Tokiu būdu galima ne tik sterilizuoti žaizdas, bet ir valdyti vaistinių medžiagų efektyvumą, kuriems iki elektroporacijos mikroorganizmas buvo visiškai atsparus“, – aiškino dr. V. Novickij.

Naujos metodikos veiksmingumas buvo sėkmingai išbandytas ir patvirtintas tiek laboratorinėmis sąlygomis, tiek atliekant etiškus bandymus su gyvūnais, naudojant Pseudomonas aeruginosa ir kitus mikroorganizmus kaip infekcijos modelį.

Mokslininkas tikisi, kad ateityje bus atliekami ir klinikiniai šios antimikrobinės terapijos bandymai, tačiau kada tai įvyks ir kada toks gydymas pasieks pacientus, dr. V. Novickij prognozuoti nesiryžto.

Pasak jo, tai reikalauja ne tik kelių metų intensyvaus darbo ir tolesnių mokslinių tyrimų, bet ir finansinių investicijų, teisinių bei biurokratinių barjerų panaikinimo.

Respublikinės Vilniaus universitetinės ligoninės Terminių traumų skyriaus vedėjo Vytauto Vaitkaus nuomone, mokslininkų kuriamas metodas padėtų pasiekti, kad gydant nudegimo žaizdas priešuždegiminiai vaistai būtų platesnio veiksmingumo.

„Mūsų oda yra barjeras infekcijai pakliūti, tad nudegimo žaizdos pavojingos visų pirma tuo, kad pažeidžiamas didelis plotas. Per jį veržiasi bakterijos ir, blogiausia, kad prasiveržia per gilesnius, nekrotizavusius audinius. Kadangi nudegimo metu nukenčia ir kraujagyslės, nuo infekcijos sunkiau apsaugo antibiotikai, nes paprastai jie yra geriami arba leidžiami ir turi patekti su krauju“, – Eltai sakė terminių traumų skyriaus vedėjas.

Kaip pabrėžė V. Vaitkus, tam tikrą laikotarpį antibiotikai ant žaizdų vietiškai nededami, pacientams jie skiriami gerti arba naudojamos intraveninės injekcijos, tad sunkiai pasiekia nudegimo žaizdas, todėl labai dažnai nudegimo žaizdos komplikuojasi sepsiais.

„Žmonės sako, kad nudegimas nedidelis, todėl gal nereikia kreiptis į gydytoją. Tačiau tai nėra labai teisinga mintis, nes net ir dėl nedidelio ploto nudegimo nesunku patekti į reanimaciją dėl sepsinės būklės, nes užkratą naikinantys vaistai negali įveikti nekrotizavusio audinio barjero“, – sakė gydytojas.