Неочекуван сојузник во битката против отпорноста на антибиотици

Антибиотиците се еднo од најголемите достигнувања на модерната медицина. Тие со децении спасуваат милиони животи, но денес човештвото се соочува со закана што може да нè врати во време кога и најобичната инфекција била смртоносна. Сè повеќе бактерии стануваат отпорни на лековите што ги користиме, што значи дека заболувања што порано лесно се лекуваа, денес може да бидат опасни по живот. Светската здравствена организација (СЗО) предупредува дека ако не се промени нешто, до средината на овој век отпорноста на антибиотици би можела да предизвикува повеќе смртни случаи годишно отколку ракот.

Проф. д-р Никола Пановски, еден од најреномираните микробиолози во земјава, вели:

„Стравот е реален дека кога сите бактерии ќе станат отпорни на сите антибиотици, ќе се вратиме во ‘црниот период’ кога луѓето масовно умирале од бактериски инфекции, кога на пример болеста пневмонија била со смртност од 90 отсто, а менингитисот со 99 отсто.“

Неправилна употреба на антибиотици

Важно е да се нагласи дека луѓето не стануваат резистентни на антибиотиците, туку бактериите. Кога антибиотиците се користат премногу често или неправилно, некои од бактериите успеваат да преживеат и со текот на времето развиваат „имунитет“ кон лекот. Потоа тие се размножуваат и ја пренесуваат отпорноста, што ја прави инфекцијата многу потешка за лекување.

Depostiphotos

Пановски објаснува дека тоа е стекната отпорност, што значи дека кога бил пронајден некој антибиотик, бактериите биле осетливи на него, но со текот на времето, а најчесто поради несоодветна употреба, тие стануваат отпорни:

„Стафилококите биле осетливи на пеницилин, ама само по 20 години станале отпорни, така што веќе 60 години стафилококните инфекции не се лекуваат со пеницилин. Тоа е екстремен пример за стекната резистенција.“

Освен прекумерна и несоодветна употреба кај луѓето, професорот укажува и на друга често занемарена причина - додавањето антибиотици во сточната храна.

„Луѓето несвесно со храната внесуваат антибиотици во мали дози – идеални да не ги убијат бактериите, туку да ги направат резистентни. Оваа постапка последниве години е строго забранета, но штетата е веќе направена.“

Кога бактериите стануваат непобедливи

Резистентноста на антибиотици не е само медицински предизвик, таа има и економска цена.

„Цената е огромна – смртни случаи, продолжено лекување, инвалидност, потреба од поскапи лекови и сложени лабораториски процедури“, вели Пановски.

Проф. д-р Никола Пановски Приватна архива

Според него, некои третмани за инфекции со резистентни бактерии може да чинат и до 100 пати повеќе од оние кај осетливи соеви, а во некои случаи дури и нема достапен лек што дејствува.

Покрај тоа, во последните децении речиси и не се откриени нови класи на антибиотици, а развојот на нови лекови е скап и бара време.

„Во периодот 1960-2000 година постоеше трка – појава на резистентна бактерија, па брз пронајдок на нов антибиотик. Но науката се откажа – нема профит. Ако за пронаоѓање на еден лек се потребни 10 милијарди долари, кои ќе се вратат по 20 години, нема интерес истиот тој да се развива ако дотогаш бактериите станат отпорни“, објаснува нашиот соговорник.

Вештачката интелигенција ја спасува медицината

Вештачката интелигенција (ВИ) може да ја забрза потрагата по нови антибиотици. Наместо години истражувања и илјадници неуспешни тестови, компјутерите за кратко време може да предложат нови молекули и соединенија што потенцијално можат да дејствуваат како антибиотици.

Проф. д-р Катерина Здравкова од Факултетот за информатички науки и компјутерско инженерство (ФИНКИ) вели дека една од клучните предности на ВИ е способноста да извлече корисни заклучоци од огромни бази на податоци – односно да препознае мутации на бактерии што предизвикуваат отпорност, но и да дизајнира нови молекули на кои бактериите нема веднаш да развијат имунитет.

Проф. д-р Катерина Здравкова Приватна архива

„На пример, лекот ‘халицин’, создаден на Институтот за технологија во Масачусетс (МИТ), е резултат на ваков процес – целосно нова структура што успешно убива ешерихија коли, без бактериската популација брзо да развие отпорност. И други слични системи, како ‘синтемол’ (SyntheMol) на универзитетите ‘Стенфорд’ (Stanford Medicine) и ‘Мекмастер’ (McMaster University), можат да генерираат десетици илјади потенцијални антибиотици и преку селекција да ги издвојат најефективните“, објаснува Здравкова.

Покрај создавањето нови лекови, ВИ може да помогне и во персонализацијата на терапиите. Машинското учење може да анализира медицински податоци за секој пациент – како генетика, историја на болести, алергии, реакции на лекови – и врз основа на тоа да понуди најсоодветна терапија.

„Секој пациент е различен – она што помага кај еден, може да биде опасно за друг. ВИ може да го земе предвид тој индивидуален профил и да предложи доза, траење и тип на антибиотик што најмногу одговара за конкретниот случај“, вели таа.

Овој пристап не само што ја зголемува ефикасноста на терапијата туку и го намалува непотребното користење антибиотици, што придонесува за намалување на резистентноста.

Фаготерапија

Друг правец што добива нова актуелност е т.н. фаготерапија (bacteriophages или кратко phages) – користење вируси што природно ги уништуваат бактериите. Оваа идеја не е нова: уште пред ерата на антибиотиците, во 1920-тите и 1930-тите години, лекарите во Источна Европа и во Советскиот Сојуз експериментирале со вакви третмани. Со појавата на пеницилинот, интересот за фагите паднал во втор план. Денес, кога многу инфекции стануваат отпорни на антибиотиците, научниците повторно се навраќаат на ова решение.

Фаготерапијата во практика изгледа слично на третман со антибиотици, само што, наместо лекови, се користат вируси (фаги) што напаѓаат одредена бактерија. Вирусите се внесуваат во телото на различни начини – како течност што се пие или се инјектира, како спреј за белите дробови, па дури и како маст за кожа или рана. Откако ќе стигнат до местото на инфекцијата, фагите ги препознаваат бактериите против кои се наменети, ги напаѓаат и ги уништуваат, а потоа продолжуваат да дејствуваат додека бактеријата не исчезне целосно.

„Фаготерапија е примање на вирусот во организмот со цел да ја најде бактеријата во човековото тело, да ја инфицира и да ја убие. Звучи прекрасно, нема хемикалии, нема несакани дејства на лекот, нема уништување на добрите бактерии во нашето тело. Пронајдени се вируси што напаѓаат само малигни клетки, а здравите клетки остануваат негибнати. Да, иднината е во лекување бактериски инфекции и малигни тумори со вируси“, вели Пановски.

Во последниве години има неколку случаи во кои фаготерапијата спасила пациенти со „супербактерии“ против кои не дејствувал ниту еден антибиотик. Еден познат пример е пациент во САД што бил во животна опасност поради отпорна инфекција, но закрепнал благодарение на внимателно избран коктел од фаги.

Денес, со помош на ВИ, научниците многу побрзо можат да одредат кој фаг е најефикасен за конкретна бактерија и да создадат комбинации што ќе дејствуваат посигурно, со што се решава најголемиот проблем поврзан со оваа терапија. Имено, секоја инфекција може да бара свој „коктел“ од фаги, па затоа третманот често мора да биде индивидуализиран.

Depostiphotos

„Со тековните методи, дури и најсовремени, за ова се потребни недели, па и месеци и многу средства, дотогаш пациентот или ќе се излекува или ќе почине. Со ВИ оваа постапка би можела да се скрати на неколку минути. Се разбира дека за да се постигне тоа треба многу претходен труд и внесување и обработка на илјадници информации како за гените на бактериите така и за гените на фагите“, вели Пановски.

Сепак, со вакви процедури на повидок, се отвора перспектива за поширока примена на персонализирани третмани – наместо универзален антибиотик за сите, би имале терапија скроена за секој пациент и за секоја инфекција посебно.

Дополнително, професорката Здравкова објаснува дека големите бази на податоци, како на пример „Мој термин“ во нашата земја, може да бидат основа за откривање нови шеми и обрасци.

„Ако ги анализираме податоците за тоа кој антибиотик бил ефикасен за која бактерија, какви несакани ефекти создал и како реагираат пациенти од различни групи, може да се донесат издржани одлуки...“

Овие податоци во прв момент се сурови. Здравкова објаснува дека тоа значи дека треба да минат низ фаза на претпроцесирање, што би значело нивно прочистување, организирање и преведување во форма што лесно ќе се обработува. Претпроцесирањето на малите бази вообичаено го прават истражувачите, за големите бази, вештачката интелигенција игра одлична улога.

Проблемот, сепак, не е само технички. Најголемата пречка, според неа, е недостигот од квалитетни, достапни и компатибилни медицински податоци, како и недовербата или стравот кај дел од медицинскиот персонал.

„Медицината и компјутерската наука сè уште се однесуваат како два света што не се разбираат доволно. Со развојот на т.н. објаснива ВИ (explainable AI) – системи што објаснуваат зошто нешто препорачуваат – се надеваме дека ќе се надмине тој јаз и ќе се воспостави вистинска соработка“, вели Здравкова.

Како да помогнеме во намалувањето на резистентноста

Вештачката интелигенција нема магично да ја реши кризата со антибиотиците прекуноќ, но може значително да ја забрза потрагата по решенија и да отвори патишта што досега беа недостапни. Комбинацијата на новооткриени лекови, персонализирани фагoтерапии и одговорно користење на постојните антибиотици дава надеж дека науката повторно ќе ја добие предноста во борбата со зголемената резистентност.

„Заемната доверба меѓу медицинарите и ИТ-експертите, комбинирана со глобалната поддршка од иницијативи како СЗО или ГАРДП (Global Antibiotic Research & Development Partnership), ќе направи вистинска револуција во здравството.“

Глобалната соработка и новите технологии може да биде клучниот сојузник во зачувувањето на еден од најважните столбови на модерната медицина, a до конечната реализација на овие визии професорот Пановски има совет за тоа како граѓаните може да помогнат во намалувањето на антибиотската резистентност.

„Да не земаат антибиотик на своја рака, да не инсистираат од лекарот да им пропише антибиотик и, конечно, ако имаат грип, настинка, варичела, ковид и друга вирусна болест, ако лекарот им пропише антибиотик, да го прашаат по кој протокол го прави тоа“.