Vrátit antibiotikům ztracenou sílu bojovat s odolnými bakteriálními infekcemi by v budoucnu mohly nanočástice stříbra, jejichž účinnost při překonání bakteriální rezistence potvrdila studie skupiny vědců z Přírodovědecké fakulty Univerzity Palackého v Olomouci (UP) a Ústavu mikrobiologie Lékařské fakulty UP. Z výsledků vyplynulo, že společná aplikace nanočástic stříbra a antibiotik spolehlivě zničí i kmeny bakterií, které si dokázaly vůči antibiotickým lékům vybudovat odolnost. Výsledky výzkumu byly letos publikovány v časopise Scientific Reports.
Společný antibakteriální účinek kyanografenu s navázanými částicemi stříbra v kombinaci se čtyřmi druhy antibiotik, které se liší v mechanismu účinku, testovala Lucie Hochvaldová, David Panáček a Aleš Panáček z Přírodovědecké fakulty UP ve spolupráci s Milanem Kolářem a Renatou Večeřovou z Ústavu mikrobiologie Lékařské fakulty UP.
„Podařilo se nám pomocí nanočástic stříbra obnovit účinek kolistinu, gentamicinu a ceftazidimu, tedy jak antibiotik působících na bakteriální membránu, tak antibiotik blokujících syntézu bílkovin a buněčné stěny bakterií, což má za následek smrt těchto jednobuněčných organismů. Díky společnému působení velmi nízkých koncentrací nanočástic stříbra a antibiotik lze efektivně likvidovat i rezistentní bakterie. Zároveň se minimalizují případné vedlejší účinky,“ uvedla Lucie Hochvaldová.
Vysokou účinnost i velmi nízkých koncentrací nanočástic stříbra vůči široké škále rezistentních bakterií popsal Aleš Panáček s kolektivem spoluautorů z přírodovědecké a lékařské fakulty v Olomouci už v roce 2006. Kromě testování samotných antibakteriálních účinků nanočástic byl poté studován také společný účinek nanočástic kombinovaných s antibiotiky. „V posledních deseti letech bylo ve vědecké komunitě publikováno velké množství prací, v nichž bylo prokázáno obnovení účinku antibiotik pomocí nanočástic. Většina těchto prací ale nepopisovala míru jeho zesílení. Nanočástice byly navíc testovány pouze na bakteriích citlivých k antibiotiku, tedy na bakteriích způsobujících snadno léčitelné infekce. Náš tým se naopak zaměřil na rezistentní kmeny bakterií, které pro člověka představují velké riziko,“ řekla Hochvaldová.
Nadějné výsledky výzkumu využití nanočástic stříbra při léčbě odolných bakteriálních infekcí přichází v době, kdy se medicína potýká s rostoucí rezistencí bakterií vůči antibiotikům. Lékařům se kvůli tomu postupně zužuje spektrum účinných antibiotik pro boj s bakteriálními infekcemi, kterým na světě ročně podlehnou stovky tisíc lidí. „K potlačení bakteriálních infekcí jsou nyní potřeba výrazně vyšší dávky antibiotika, což s sebou přináší řadu nežádoucích účinků. Syntéza a vývoj nových léčiv s novými mechanismy účinku jsou poměrně nákladné a se současnou rychlostí vzniku bakteriální rezistence vůči antibiotikům, a tedy i mizivou vidinou zisku, stále více farmaceutických společností tento směr výzkumu opouští. Tím pádem při léčbě bakteriálních infekcí vzniká poměrně velký prostor k využití nanomateriálů s antimikrobiálními účinky,“ upozorňuje Lucie Hochvaldová.
Skupina vědců pod vedením Aleše Panáčka bude nadále zkoumat využití nanočástic stříbra v antibakteriální léčbě i protinádorové fototerapii. Na řadu přijde testování těchto nových poznatků v laboratorních podmínkách i při léčbě systémové bakteriální infekce na pokusné zvěři. „Jsou to nezbytné kroky pro možné převedení výsledků našeho výzkumu do klinické praxe,“ podotkla Hochvaldová.
Už v rámci svého doktorského studia se Lucie Hochvaldová zaměřila na teoretické i praktické studium synergických účinků nanomateriálů u rezistentních kmenů bakterií. Nedávno byly výsledky její práce publikovány ve dvou prestižních časopisech – Nanotechnology Reviews a Scientific Reports. Například přehledová práce publikovaná v časopise Nanotechnology Reviews shrnuje, jakým způsobem různé nanomateriály samy o sobě ničí bakterie. Zároveň obsahuje dosavadní výsledky synergického antibakteriálního účinku různých nanomateriálů, jako je stříbro, zlato či oxid titaničitý, v kombinaci s antibiotiky, která vůči daným rezistentním bakteriím ztratila účinnost. Součástí její činnosti je také popis možných způsobů společného antibakteriálního účinku a efektivity kombinované antibakteriální terapie v závislosti na mechanismu účinku antibiotika a mechanismu rezistence dané bakterie. Překonání bakteriální rezistence pomocí kombinace antibiotik s nanočásticemi může představovat naději pro blížící se krizi antibiotické terapie.