Antibiotikoak, bakterioak eta superbakterioak

Ziortza Guezuraga

Medikuntzan erabateko mugarria izan zen antibiotikoen aurkikuntza. Hainbeste, ezen antibiotikoen aurreko eta antibiotikoen osteko aroak ezberdintzen diren. Penizilina antibiotiko moduan erabiltzen hasi zenean garatu zen medikuntza modernoa, 1928an.

Bakterioek sortutako substantziak dira antibiotikoak, beste bakterioak eraso eta hiltzeko. Bakterioak isolaturik bizi ez direlako, komunitateetan baizik, eta baliabideak eskuratzeko lehiatzen direlako gertatzen da fenomenoa. Modu berean, zenbait bakteriok substantzia horietatik denfendatzeko mekanismoak garatu dituzte.

Antibiotikoei aurre egiteko gaitasuna erresistentzia du izena eta mekanismo hau garatu duten bakterioak ‘superbakterio’. Osasun arloan lehen mailako arazo bihurtu da bakterioen erresistentzia, bereziki bakterio patogenoena (gaixotasunak sortzen dituztenak), Munduko Osasun Erakundeak ere lehentasun gisa ezarri du bakterioen erresistentziaren aurkako borroka.

Ezinbesteko mikroorganismoak

Gaixotasunak sor ditzaketen mikroorganismoak baino gehiago dira bakterioak. Toki guztietan aurki daitezke eta bizitzarako ezinbestekoak dira, elikagaietan (esnekietan, adibidez) edota hesteetan aurki daitezkeenak, adibidez.

Lurrean 3.500 milioi urte daramaten zelula prokariotoak dira bakterioak. Prokariota izatea nukleo zelularrik ez izatea esan nahi du; kromosomak zitosolean aske izatea, mintzez inguraturik egon gabe. Geneak, beraz, DNA molekula batean daude zitosolean.

Oso organulu gutxi izatea da bakterioen beste ezaugarrietako bat, organulu garrantzitsuenak hurrengoak direla:

• Erribosomak. Proteinen sintesia dute funtzio nagusia, kromosoman dauden geneak proteina bilakatzea.

• Mintza. Bi bakterio mota ezberdintzen dira mintzaren arabera, Gram tindaketa baliatuta: Gram + (bi estalkidun mintza dutenak) eta Gram – (hiru estalkidun mintza dutenak).

• Plasmidoak. DNA molekula txiki zirkularrak dira. Ez dira ezinbestekoak bakterioarentzat, baina dituzten zenbait genek ezaugarri bereziak dituzte ingurune kaltegarrietan bizitzeko, antibiotikoei aurre egiteko, adibidez. Plasmidoetan dute, beraz, erresistentzia bakterioak.

Bakterioen aurkako gerra

Bakterioak erasotzen dituzten substantziak dira antibiotikoak, bakterioak hil edota haz daitezen eragozten dituztenak. Gizakien kasuan, bakterio patogenoei, gaixotasunak sortzen dituzten bakterioei, aurre egiteko tresna dira. Hiru arlotan erasotzen dute antibiotikoek:

• Estalkiari eragiten. Bakterioen horma zelularrari edota mintzari eragiten diote.
• Proteinen sintesian. Proteinen sintesia eragotzi edota proteina akasdunak sorraraztea bultzatzen dute.
• DNA eta RNA erreplikazioan. DNA eta RNAren erreplikazioa ekiditen dute.

Esan bezala, bakterioak komunitatean bizi dira eta baliabideak lortzeko lehian daude. Logikoa dirudi biziraupenerako lehia horretan zenbait bakteriok gailentzeko eraso teknikak baliatzea. Logikoa da, baita, erantzun moduan defentsak garatzea.

Hiru mekanismo nagusi darabilte bakterioak erresistente bihurtzeko:

• Antibiotikoak degradatu. Antibiotikoa eraldatu egiten dute entzimak erabilita eraginkorra izan ez dadin.
• Efflux. Substantziak zelulatik kanporatzen dituzten ponpak sortzen dituzte.
• Ituen aldaketa. Ituen ezaugarriak aldatzen dituzte antibiotikoak erasotu ez ditzan.

Erresistentzia eskuratzen

Defentsa mekanismo horiek dira, hain zuzen, erresistentzia. Modu naturalean ematen den fenomenoa da, beraz. Naturala izanik ere, oso kontuan izateko bi faktore ditu erresistentziak: Antibiotikoen erabilera okerra eta erresistentzien zabalkuntza. Azken hau da bereziki kezkagarria, antibiotikoei aurre egiteko estrategiak bakterioz bakterio hedatzen dira, erresistentzia zabaltzen dela. Bi modu nagusitan gertatzen da erresistentziaren zabalkuntza:

Populazioaren biziraupena. Antibiotikoek hiltzen ez dituzten populazioak hazi egiten dira, bakterio erresistenteen biziraupena bermatzen duena.

Geneen transferentzia horizontala. Erresistente bilakatzen dituzten geneak bakterioz bakterio pasatzea. Hiru transferentzia mota daude:

1. Transformazioa. A bakterio batek DNA askatzen du mediora eta B Bakterioak DNA molekulak hartzen ditu mediotik, zuzenean hormatik zehar sartzen direnak.

2. Transdukzioa. Fagoak (birusak) baliatuta bakteria batetik bestera eramaten da DNA.

3. Konjugazioa. Bakterioen arteko kontaktu zuzenaren bidez egiten da transferentzia. Lehen aipatutako plasmidoak baliatuta geneak bakterio batetik bestera pasatzen dira.

Konjugazioa gertatzeko plasmido konjugatiboak behar dira, erresistentzia sortzen duten geneez gain, transferentzia aktibatzeko geneak ere dituztenak. Hiru pausutan ematen da:

1. Bakterio emaileak pilusa sortzen du transferentzia geneei esker. Pilusa bi bakterioen arteko lotura izango da, pasabidea.
2. Bi bakterioak elkartzean plasmidoa aldatu egiten da eta erlaxosoma bihurtzen da. Kate bikoitza dute plasmidoek eta horretako harizpi bat bakterio emailetik hartzailera pasatzen da.
3. Bai bakterio emaileak bai hartzaileak harizpia kate bikoitz bihurtzen dute. Modu honetan, gene erresistenteak eta transferentzia geneak eskuratuta, emaile bilakatzen da ordura arte hartzailea izan den bakterioa.

Proteina motorraren bila

Konjugazioa da, hain justu, Itziar Alkorta eta bere taldea ikertzen ari diren mekanismoa. Labur esanda, plasmidoa bakterio batetik bestera pasatzea ahalbidetzen duen proteina, T4CP izenekoa, ezeztatzea dute helburu. Akopladorea eta motor molekularra da T4CP proteina: ATP molekula hidrolizatzen du ADPa eta energia askatuz, eta askatzen den energia hori DNA harizpia beste bakteriora ponpatzeko erabiltzen du zelulak.

Konjugazioaren erdian dago proteina eta funtsezkoa da prozesua gerta dadin, T4CP proteinaren faltan bakterio konjugazioa ez da gertatzen. Mintz proteina da T4CP, ikertzeko zailak direnak, challenging proteins bezala ezagunak dira. Lan egiteko oso zailak dira, oso baldintza zehatzak behar dituzte eta datuak lortzea asko kostatzen da. 20 urte daramatzate proteina hau ikertzen.

Nahiz eta hasiera batean T4CP proteina baino ez zuten aztertzen, ikerketa taldeak hainbat proteina akopladore aztertzen ditu egun, ezaugarri komunak identifikatzeko. Batez ere, ATParen erabilerari dagokionez.

Teknika biokimiko, biofisiko eta genetikoak erabiltzen dituzte proteina hauek zelan funtzionatzen diren ikertzeko. Patroiak aurkitu eta inhibizioa lortzeko estrategia komuna garatu daiteke proteina akopladore guztietarako. Konjugazioa kontrolatu ahal izateko. Horretaz gain, alderdi aplikatua ere badu ikerketak.

• Kimiotekak aztertzen ari dira, bertako konposatuak aztertuta T4PC proteina inhibitzeko baliagarriak izan daitezkeenak aurkitzeko, hauen bidez bakterio batetik besterako transferentzia kontrolatzeko.
• Bilduma teorikoak ere erabiltzen ari dira. Kimiotekiko ezberdintasuna da inhibitzaile posibleak teorikoki aztertzen direla, proteinaren ezaugarriak kontuan izanda.

Bakterioen aurkako borrokan antibiotikoek egiten duten eraso zuzenarekin batera erresistentzien hedapenaren kontrola konbinatzea da ikerketaren helburua. Infekzioak kontrolatzeko antibiotikoak erabili behar dira, baina konjugazio inhibitzaileekin konbinatuta, erresistentzia eta erresistentziaren hedapena ekidin daitezke.

Bakterio infekziosoen aurkako borrokan, beraz, garrantzitsua da antibiotikoak topatu eta garatzeaz gain, bestelako estrategiekin konbinatzea. Sagua eta katua bezala, antibiotiko berriak sortzen zientziak eta erresistentziak garatzen bakterioak, ibili beharrean irtenbide definitiboagoak lortzeko.

---

Egileaz: Ziortza Guezuraga kazetaria eta UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedraren kolaboratzailea da.