Piątek, 16 listopada 2018

Walka z bakteriami - rozmowa z prof. dr hab. Hanną Dahm

Wzrastająca oporność bakterii na antybiotyki wymusza poszukiwanie nowych strategii do zastosowania w procesach terapeutycznych.

Jan Oleksy, fot. Jacek Smarz

Tagi: Miasta Kobiet zdrowie bakterie choroby

30 października 2018, aktualizowano: 30-10-2018

Z prof. dr hab. Hanną Dahm*, kierownikiem Zakładu Mikrobiologii Wydziału Biologii i Ochrony Środowiska UMK, rozmawia Jan Oleksy




W kręgu zainteresowań naukowych Pani Profesor znajduje się problematyka lekooporności bakterii?
Odkrycie antybiotyków uznano za najistotniejsze osiągnięcie medycyny XX wieku. Jednak w ciągu ostatnich lat coraz poważniejszy staje się problem antybiotykooporności bakterii, wynikający z nadużywania antybiotyków oraz ich niewłaściwego stosowania. W Europie co roku z powodu infekcji wywołanych przez szczepy antybiotykooporne umiera ponad 25 tys. osób. To poważne wyzwanie dla współczesnej medycyny. Nanocząstki metali, jak również kombinacja antybiotyków z nanocząstkami jako nośniki, mogą stanowić skuteczną alternatywę w walce z antybiotykoopornymi bakteriami.

Czy najnowsze osiągnięcia nauki pozwalają na podjęcie tej walki?
Nowe związki i strategie mogą stanowić uzupełnienie standardowej terapii antybiotykowej, a tym samym podnieść jej skuteczność. Znaczące w ostatnich latach osiągnięcia nanotechnologii dostarczają nowych metod walki z drobnoustrojami.

Może wyjaśni Pani Profesor krótko, czym jest nanotechnologia?
Jest to nauka o układach funkcjonalnych na poziomie molekularnym, obejmująca szeroki zakres zagadnień. Przedrostek „nano-” oznacza z greckiego „karła”, a w nanotechnologii przedrostek ten charakteryzuje materiały o wielkości jednej miliardowej metra. Nanocząstki są strukturami, które przynajmniej w jednym z wymiarów mają wielkość od 1 do 100 nanometrów. Z łatwością można manipulować ich właściwościami fizykochemicznymi ze względu na wysoką reaktywność i dużą powierzchnię czynną.

Stały się wielką nadzieją naszych czasów?
XXI wiek przyniósł szerokie wykorzystanie nanotechnologii. Nanomateriały towarzyszą nam w życiu codziennym i znalazły zastosowanie w elektronice, produkcji kosmetyków, ubrań czy preparatów medycznych. Odgrywają ważną rolę w diagnostyce chorób, obrazowaniu czy przenoszeniu leków. Badaczy szczególnie interesują nanocząstki metali takich jak: srebro, złoto, platyna, miedź, kadm. Jednak największą uwagę poświęcono badaniom nanocząstek srebra i złota. Nanocząstki tych metali, zwłaszcza srebra, wykazują duży potencjał przeciwdrobnoustrojowy, a także niską toksyczność i dobrą kompatybilność. Nanocząstki można otrzymać metodami fizycznymi, chemicznymi i biologicznymi.

Wkraczamy już na grunt bionanocząstek?
Nanocząstki srebra i złota pozyskane z syntezy biologicznej odznaczają się wysoką aktywnością biologiczną, zarówno antybakteryjną, antygrzybową, jak i antywirusową. Są opłaszczane (okrywane) i stabilizowane w naturalny sposób przez cząsteczki pochodzące z organizmów przeprowadzających ten proces. Biologiczne nanocząstki wykazują wyższą aktywność antybakteryjną w porównaniu z tymi pochodzącymi z syntezy chemicznej, właśnie ze względu na obecność naturalnego, białkowego opłaszczenia.

Czy z tego wynika, że nanocząstki srebra mają szczególne właściwości antybakteryjne?
Podejrzewano to już w czasach antycznych… Tak, przed erą antybiotyków sole srebra i jego koloidy stosowano do leczenia ran i poparzeń. W tym celu były powszechnie wykorzystywane podczas I wojny światowej. Wraz z pojawieniem się antybiotyków znaczenie srebra w medycynie spadło.

Czy złoto miało podobne zastosowanie?
Pierwsze doniesienia o wykorzystywaniu złota w medycynie pojawiły się 2500 lat p.n.e. Stosowano je w średniowiecznej Europie, a w XIX wieku leczono nim przeziębienie i syfilis. Dalsze badania nad użyciem złota przyczyniły się do włączenia tego pierwiastka
do leczenia artretyzmu, szybko jednak został wyparty przez nowoczesne leki.

Na czym polega niezwykłość tych metali?
Srebro i złoto w postaci jonowej łatwo tworzą kompleksy i ulegają wytrącaniu, dlatego intensywnie badany jest mechanizm aktywności antybakteryjnej nanocząstek tych metali. Stwierdzono, że powodują powierzchniową perforację komórki bakteryjnej i oddziałują na błonę komórkową bakterii, powodując jej zniszczenie. Ponadto wykazują powinowactwo do materiału genetycznego, powodując zmiany w jego strukturze i zaburzając powielanie.

Jest to chyba szczególnie istotne w walce z bakteriami, które już nabyły oporność na leki?
Dzięki takim właściwościom antybakteryjnym nanocząstki srebra stanowią doskonałą alternatywę walki ze szczepami antybiotykoopornymi, jak np. Bacillus, Clostridium, Pseudomonas, Escherichia coli czy Vibrio. Nanocząstki srebra wykazują również aktywność przeciwgrzybiczą i przeciwwirusową, np. przeciw wirusowi opryszczki, zapalenia wątroby, HIV. W odróżnieniu od aktywności nanocząstek srebra, doniesienia o aktywności przeciwdrobnoustrojowej złota nie są spójne. Jednak wykazano antybakteryjną aktywność nanocząstek złota wobec Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, przeciw niektórym chorobotwórczym grzybom, a także przeciw wirusom, np. pryszczycy, AIDS, brodawczaka. Sposób niszczenia komórek mikroorganizmów jest podobny dla obu przedstawionych nanocząstek.

Można powiedzieć, że nanocząstki srebra i złota rewolucjonizują medycynę?
To nie jest rewolucja, ale intensyfikacja badań. Uwaga badaczy koncentruje się obecnie na możliwości bezpiecznego stosowania nanocząstek srebra i złota w medycynie, również w nowych sposobach leczenia nowotworów. Te badania wskazują na antynowotworową aktywność nanocząstek poprzez hamowanie namnażania się i niszczenia komórek, co wykazano również na liniach komórkowych raka piersi, szyjki macicy, prostaty, czerniaka. Jednakże taka terapia musi być celowana, środek niszczący musi dotrzeć bezpośrednio i wyłącznie do komórek chorobowo zmienionych.

Czy nanocząstki srebra i złota mają jeszcze inne zastosowanie w medycynie?
Nanocząstki srebra są szeroko stosowane w artykułach przeznaczenia medycznego. Hydrożele i opatrunki z ich dodatkiem przyspieszają proces gojenia ran dzięki aktywności antybakteryjnej oraz redukcji cytokin zapalnych. Żele z nanocząstkami srebra wykorzystywane są także w badaniach ultrasonograficznych dla zapewnienia sterylności urządzeń. Nanocząstki srebra są składnikiem cementu kostnego przy zabiegach ortopedycznych, a także stomatologicznych i służą do eliminacji zakażeń i powikłań. W kardiologii pokrywa się nimi implanty takie jak stenty, rozruszniki, zastawki. Natomiast nanozłoto znalazło zastosowanie w terapii fototermicznej, podczas której nanocząstki są immobilizowane i wprowadzane do wybranych komórek nowotworowych, a następnie traktowane wiązką lasera, która je podgrzewa i wywołuje ablację guza.


*PROF. DR HAB. HANNA DAHM - kierownik Zakładu Mikrobiologii Wydziału Biologii i Ochrony Środowiska UMK, wiceprzewodnicząca Komitetu Mikrobiologii Polskiej Akademii Nauk, członek Rady Naukowej Instytutu Dendrologii PAN.

Partnerzy Miast Kobiet

  • Consilis
  • Positivemind.pl
  • Focus
  • UM Bydgoszcz
  • Brigdehead
  • Teatr Polski
  • FKE
  • MCK Bydgoszcz
  • Dwór Artusa
  • Helios
  • Multikino
  • Cinema City