Infekcje wywołane przez bakterie MRSA (na zdjęciu) mogą prowadzić do poważnych komplikacji zdrowotnych. Lizyny zabijają mikroby poprzez niszczenie ściany komórkowej bakterii (kolor zielony).

Ludzie są w ciągłym wyścigu zbrojeń z bakteriami zakaźnymi. Aby zabić te chorobotwórcze mikroby, opracowujemy potężne antybiotyki, a z kolei bakterie rozwijają odporność na te leki. Wzmacniamy więc nasze antybiotyki, a bakterie odpowiednio się wzmacniają – w wyniku czego powstają tak zwane superbakterie. Coraz częściej leki nie są w stanie wyeliminować tych wysoce przystosowanych bakterii, pozostawiając nasze ciała niebezpiecznie bezbronne.

W świetle tego kryzysu, przez prawie 20 lat Vincent A. Fischetti z Rockefellera opracowywał nową formę amunicji przeciwbakteryjnej znanej jako lizyny. Teraz, te zabijające bakterie enzymy zostały przebadane w fazie II badań klinicznych na ludziach, stając się pierwszymi alternatywnymi antybiotykami, które osiągnęły sukces na tym etapie rozwoju klinicznego.

Natural born killer

Niektóre wirusy są bardzo dobre w zabijaniu bakterii. Znane jako bakteriofagi lub po prostu fagi, wirusy te infekują mikroby, replikują się w ich wnętrzu, a następnie wytwarzają enzymy lizyny, które rozszczepiają ścianę komórkową bakterii. W rezultacie, fagi potomne są uwalniane z wnętrza bakterii, a sama bakteria ginie.

W naturze, ten rodzaj ataku jest powszechny: bakteriofagi zamieszkują wszystko, od oceanów i gleby po ludzkie ciała, pomocnie regulując populacje mikrobów, gdziekolwiek się znajdują. W rzeczywistości, co 48 godzin połowa bakterii na Ziemi jest zabijana przez fagi, co czyni lizyny najbardziej rozpowszechnionymi środkami bakteriobójczymi na Ziemi.

W laboratorium, lizyny mogą być używane jako narzędzie do rozbijania i badania ścian komórkowych bakterii – co jest dokładnie tym, co Fischetti robił w Rockefeller około dwóch dekad temu. Równocześnie jego laboratorium pracowało nad szczepionką przeciwko paciorkowcom, a szersza społeczność naukowa była coraz bardziej zaniepokojona infekcjami odpornymi na antybiotyki. Ten zbieg wydarzeń doprowadził Fischettiego do przełomu.

„Ponieważ pracowałem z lizynami, wiedziałem, że zabijają one bakterie natychmiast. Tak się złożyło, że w moim laboratorium były zwierzęta, które zostały doustnie skolonizowane paciorkowcami do badań nad szczepionkami” – wspomina. „Pomyślałem więc, że podam tym skolonizowanym myszom trochę lizyny i zobaczę, co się stanie z paciorkowcami.”

Efekt był dramatyczny: godzinę po podaniu leku zwierzęta zostały pozbawione paciorkowców. Późniejsza publikacja tego odkrycia była pierwszym doniesieniem o terapeutycznym zastosowaniu fagowych lizyn.

Zniewolony tym wynikiem, Fischetti, a później inni naukowcy, zaczęli opracowywać lizyny przeciwko kilku rodzajom bakterii opornych na leki, z których wiele skutecznie leczyło infekcje w szerokiej gamie modeli zwierzęcych. Do niedawna jednak nikt nie sprawdził, czy tego typu terapia jest bezpieczna i skuteczna u ludzi.

Nowe podejście

Bakterie lekooporne są szczególnie niebezpieczne i szczególnie powszechne w szpitalach, gdzie infekcje mogą skomplikować wyniki leczenia już chorych pacjentów. Szczególne obawy w tym środowisku budzi zakażenie metycylinoopornym Staphylococcus aureus (S. aureus), czyli MRSA. Chociaż niektóre przypadki MRSA są łagodne, bakteria ta może zagrażać życiu, jeśli rozprzestrzeni się do krwi, co jest stanem znanym jako bakteriemia.

Jak sugeruje „metycylinooporna” część jej nazwy, MRSA nie reaguje na standardowe antybiotyki, co czyni ją idealnym kandydatem do leczenia nowym rodzajem bakteriobójcy. W tym celu siedem i pół roku temu firma biotechnologiczna ContraFect uzyskała od Rockefellera licencję na lizynę, która atakuje gronkowce, a także niektóre paciorkowce. Następnie firma opracowała lizynę, zwaną obecnie exebacase, do leczenia zakażeń S. aureus u ludzi, w tym MRSA.

Po przeprowadzeniu badania klinicznego fazy I, w którym wykazano, że exebacase nie wywołuje żadnych poważnych skutków ubocznych u ludzi, firma ContraFect rozszerzyła badania na randomizowane, prowadzone metodą podwójnie ślepej próby, kontrolowane placebo badanie fazy II z udziałem hospitalizowanych pacjentów z bakteriemią S. aureus, z których około jedna trzecia miała MRSA. 116 z tych pacjentów zostało losowo przydzielonych do otrzymywania exebacase lub placebo, jako dodatku do antybiotykoterapii, i było obserwowanych przez czternaście dni. Badacze odkryli, że wskaźnik odpowiedzi na leczenie był o ponad 40 procent wyższy u pacjentów z MRSA otrzymujących exebacase niż u pacjentów leczonych samymi antybiotykami – wynik ten Fischetti uważa za bardzo zachęcający nie tylko dla exebacase, ale dla samych lizyn.

„Po raz pierwszy lek na bazie lizyny zaszedł tak daleko w rozwoju klinicznym. W rzeczywistości, nie ma alternatywy dla antybiotyku, który kiedykolwiek pomyślnie ukończył badania fazy II,” mówi. „Trzeba wykonać jeszcze więcej pracy, ale to badanie jest bardzo obiecujące.”

Ruszając naprzód, ContraFect zamierza przeprowadzić większe badanie III fazy, które jest konieczne, aby lizyna została zatwierdzona jako lek.

Fischetti ma nadzieję, że rozwój exebacase jest częścią szerszej zmiany w sposobie myślenia naukowców i klinicystów o zarządzaniu infekcjami bakteryjnymi. „Bakterie stają się coraz bardziej odporne na antybiotyki”, mówi. „A my pokazujemy, że istnieją inne sposoby ich zwalczania”

.