Nové způsoby pro snížení antibakteriální rezistence ve zdravotnických zařízeních – projekt mezinárodní spolupráce AMICI

Stáhnout PDF

Autoři: K. Sehnal; R. Kizek
Vyšlo v časopise: Prakt. Lék. 2020; 100(1): 50-51
Kategorie: Aktuality

Ve dnech 26. až 27. září 2019 proběhl další pracovní meeting v rámci evropského projektu COST. Meeting uspořádaný v Thessaloniki konsorciem AMiCI (Antimicrobial coatings inovations; http://www.amici-consortium.eu/) byl zaměřen na inovativní způsoby úpravy povrchů. Zázemí pro akci poskytla Aristotle University of Thessaloniki (https://www.auth.gr/en). Jedná se o jednu z nejvýznamnějších univerzit v Řecku, která byla založena v roce 1925. Pracovní meeting se uskutečnil na půdě Faculty of Health Science, která tvoří jednu z celkových jedenácti fakult univerzity.

Nozokomiální infekce jsou dlouhodobým problémem světového zdravotnictví (1, 2). V Evropské unii ročně zemře v důsledku zmíněných infekcí více než 30 000 pacientů. Z tohoto důvodu se klade v rámci světového výzkumu výjimečná pozornost na řešení problému týkajícího se nozokomiálních infekcí (3, 4). Otázka nozokomiálních infekcí je úzce spjata s bakteriální rezistencí (5). Bakteriální rezistence běžně vzniká nesprávným používáním a nadužíváním dezinfekčních přípravků. Dalším důvodem vzniku tohoto jevu je nesprávné a nadměrné předepisování antibiotických léčiv. Na obrázku 1 jsou ukázány hlavní mechanismy účinku antibiotik na bakteriální buňku. V neposlední řadě stojí za vznikem rezistentních bakterií nezodpovědné používání antibiotik zemědělským sektorem. Infekce vyvolaná rezistentními mikroorganismy je těžko řešitelná, a jak je výše zmíněno, také velmi často smrtelná. Pokud pacient nevykazuje citlivost ani vůči antibiotiku poslední volby, šance na úspěšnou léčbu rapidně klesají.

Obr. 1. Zjednodušené schéma cílových oblastí antibiotik. Účinek je směřován do DNA/RNA syntézy, buněčné stěny, buněčné membrány, syntézy proteinů, metabolismu folátu. Rezistence bakteriální buňky spočívá v oblasti inaktivace enzymů, modifikace DNA, syntézy proteinů, metabolických drah, změny v metabolismu folátu a aktivním vylučování antibiotik z buňky specifickým transportérem (B).

Moderní výzkum je zaměřen na testování nových antibakteriálních látek a molekul (6). Zájem medicíny výrazně stoupá i v oblasti nanotechnologií. Testují se nanočástice stříbra, selenu a dalších prvků s výbornou antibakteriální aktivitou. Připravují se nové inovativní modifikace povrchů daných nanočástic za účelem zvýšení jejich antibakteriálního účinku. Prostor také dostávají konstrukty skládající se z nanočástice a běžného antibiotika, jak jsme nedávno ukázali v naší práci (7). Další možnosti inovativních technologií spočívají v různých modifikacích povrchu nanočástic dalšími antibakteriálními látkami. Mezi tyto přístupy spadá například zelená syntéza, která v procesu přípravy nanočástic používá rostlinné extrakty namísto typických redukčních činidel. I téma zelené syntézy dostává na pracovním meetingu svůj prostor.

Evropské konsorcium AMiCI si klade za cíl přípravu nových antibakteriálních materiálů či povrchů. Takové materiály lze dále využít v nemocničních zařízeních k redukci růstu bakteriálních kultur a zabránění vzniku rezistentních kmenů. Hlavním smyslem zmíněného konsorcia je aktivní hledání nových spoluprací, výměna studentů, pořádání meetingů, konferencí a v neposlední řadě tzv. training schools, na kterých si studenti osvojují nové praktické dovednosti.

Pracovního meetingu v řeckém Thessaloniki se zúčastnilo více než 40 členů z několika evropských zemí. Zprvu byly shrnuty běžící COST AMiCI projekty a jejich aktuální stav. Následně byli představeni noví vedoucí pracovních skupin, do kterých je konsorcium rozděleno. Pracovní skupina (WG) 1 pracuje na vývoji nových modifikací stávajících antibakteriálních povrchů. WG 2 se zabývá vývojem moderních metod pro testování antibakteriální aktivity materiálů. Do zájmu WG 3 spadá testování toxicity připravovaných materiálů. Po shrnutí dosavadních výsledků a objasnění změn v organizační struktuře konsorcia proběhly přednášky všech vedoucích pracovních skupin s následnou diskuzí. Dopolední sekce prvního dne byla zakončena přednáškou o nanomateriálech použitelných v nemocnicích ke snížení biologického rizika.

Během odpoledního programu byli účastníci rozděleni do tří náhodných skupin. V jejich rámci byla diskutována témata všech tří WG. Na konec odpolední sekce byly shrnuty předběžné výsledky proběhlých diskuzí vedoucími WG 1 až 3. První den byl zakončen prohlídkou historického centra města s následnou společnou večeří.

Druhý den bylo navázáno na předešlou diskuzi a bylo finalizováno konečné hlášení výsledků pracovního setkání. Poslední prezentace spočívala v návrhu nového konsorcia zaměřeného na pokračování ve vytyčené problematice, o možnostech jeho financování a celkového průběhu. Po finálním shrnutí bylo oznámeno datum a místo dalšího a již posledního setkání v rámci konsorcia AMiCI.

Součástí meetingu byla soutěžní posterová sekce studentů. Bylo představeno několik prací s různými postupy řešení přípravy antibakteriálních povrchů a novými možnostmi boje s bakteriální rezistencí. Vítězný poster se zabýval zelenou syntézou stříbrných nanočástic připravených pomocí rostlinného extraktu ze Salvia officinalis a 3D tiskem antibakteriálního materiálu s obsahem takových nanočástic. Poster ukázal podrobnou biochemickou a fyzikální analýzu AgNPs připravených zelenou syntézou. Použité extrakty byly charakterizovány v rámci skupin obsažených molekul. Poslední část posteru ukázala možnost modifikace tiskového plastového filamentu pomocí AgNPs. Materiál vytisknutý z modifikované struny byl úspěšně testován standardizovanou metodou JIS na antibakteriální aktivitu vůči S. aureus. Test ukázal téměř 100% inhibici růstu testované bakteriální kultury (obr. 2).

Obr. 2. Prezentace plakátového sdělení, které bylo vyhodnocené jako nejlepší – prezentoval Karel Sehnal, student VFU v Brně (vpravo). Na fotografii (vlevo) je vedoucí akce Dr. Minna Keinanen-Tivola a Dr. Martijn Riool.

Poděkování

Účast na setkání byla podpořena CA COST Action CA15114-NET.

ADRESA PRO KORESPONDENCI:

prof. Ing. René Kizek, Ph.D.

Farmaceutická fakulta VFU, Brno

Ústav humánní farmakologie a toxikologie

Zdroje

1. Jansen, KU, Knirsch C, Anderson AS. The role of vaccines in preventing bacterial antimicrobial resistance. Nat Med 2018; 24: 10–19.

2. Tenover FC, Hughes JM. WHO scientific working group on monitoring and management of bacterial-resistance to antimicrobial agents. Emerg Inf Dis 1995; 1: 37–37.

3. Weidenmaier C, Kokai-Kun JF, Kristian SA, et al. Role of teichoic acids in Staphylococcus aureus nasal colonization, a major risk factor in nosocomial infections. Nat Med 2004; 10: 243–245.

4. Otto M. Staphylococcus epidermidis – the ‘accidental’ pathogen. Nat Rev Microb 2009; 7: 555–567.

5. York A. Historical influences on antibiotic resistance. Nat Rev Microb 2017; 15: 576–576.

6. Spohn R, Daruka L, Lazar V, et al. Integrated evolutionary analysis reveals antimicrobial peptides with limited resistance. Nat Commun 2019; 10: 13.

7. Cizek M, Sehnal K, Dočekalová M, a kol. Nanočástice stříbra připravené zelenou syntézou a synergický účinnek s antibiotikem jako základ nanokonstruktu pro léčbu bakteriálních infekcí. Prakt. Lék. 2019; 99: 154–159.