Zaskakująca moc synergii. Zioła pomocne w leczeniu zakażeń drobnoustrojami lekoopornymi

Pod koniec lat 20. XX w. Alexander Fleming zaobserwował, że na szalkach bakteryjnych zaatakowanych przez pleśń zahamowany został rozwój gronkowców. Gdy zaczął badać tę kwestię, odkrył, że grzyb Penicillium chrysogenum wytwarza substancję czynną, która skutecznie działa nawet w bardzo dużym rozcieńczeniu. Tak odkrył penicylinę – pierwszy antybiotyk, czyli lek, który upośledza procesy metaboliczne w komórkach bakteryjnych i w ten sposób hamuje ich namnażanie.

Obecnie z kultur P. chrysogenum wytwarza się na dużą skalę antybiotyki beta-laktamowe, takie jak penicyliny i cefalosporyny. Nie dość na tym, z naturalnie występującego w przyrodzie gatunku wyhodowano szczepy produkcyjne, które wytwarzają tysiące razy większą ilość antybiotyków¹ niż ich poprzednicy.

Historia antybiotyków

Gdy Fleming wraz z Howardem Walterem Floreyem oraz Ernstem Borisem Chainem założyli pierwszą na świecie wytwórnię penicyliny, odtrąbiono wielkie zwycięstwo medycyny nad drobnoustrojami. Wreszcie mogliśmy zwalczyć dotychczas śmiertelne choroby, takie jak gruźlica czy zapalenie płuc. Antybiotyki w masowej wyobraźni stały się nie tylko skrojonym na miarę narzędziem do walki ze schorzeniami zagrażającym życiu, ale panaceum na wszelkie infekcje.

Penicylinę i jej następców zaczęto rutynowo podawać, nawet w sytuacjach, gdy nie było pewności, że zakażenie ma podłoże bakteryjne. Kolejnym, naturalnym krokiem było leczenie zwierząt, a następnym… profilaktyczne dodawanie antybiotyków do karmy w hodowlach. Swoje przysłowiowe 3 grosze dorzucili pacjenci, którzy sami zaczęli dozować sobie leki i ustalać czas trwania kuracji, kończąc ją, gdy tylko następowała poprawa.

Kiedy pojawiła się antobiotykooporność u drobnoustrojów? 

Niestety, jak to na wojnie bywa, na każdą broń przeciwnik opracowuje własną. Tak było i tym razem. Bakterie, choć zaskoczone i dziesiątkowane miały (i mają) nad nami tę przewagę, że niezwykle szybko dochodzi u nich do zmiany pokoleń (nawet 500 tys. razy szybciej niż u ludzi) – nieraz wystarczy na to 20 min. Dzięki temu ich ewolucja posuwa się naprzód dużo szybciej niż nasza. Oznacza to, że stosunkowo szybko wykształcają mechanizmy obronne pozwalające przetrwać nasz atak chemiczny. A paradoksalnie ułatwia im to masowe używanie antybiotyków oraz wszechobecność tych związków w środowisku. Tak oto doczekaliśmy się pierwszych szczepów lekoopornych bakterii.

Penicylina i jej pochodne zostały rozpracowane przez bakterie w ciągu ok. 20 lat od ich pierwszego zastosowania. Oczywiście ludzkość natychmiast zareagowała na to, udoskonalając strukturę chemiczną antybiotyków, modyfikując sposoby oddziaływania na patogeny oraz poszukując nowych morderczych związków, takich jak wywodzące się z wytwarzanej przez żyjący w glebie drobnoustrój Streptomyces cattleya tienamycyny karbapenemy. Te zaskakująco skuteczne leki od penicylin różni zaledwie drobna modyfikacja chemiczna, a jednak spektrum ich działania jest bardzo szerokie i obejmuje bakterie Gram-dodatnie oraz wszystkie bakterie Gram-ujemne, zarówno tlenowe, jak i beztlenowe. Jednak i tym razem drobnoustroje znalazły sposób, by poradzić sobie z antybiotykami.

Czy zioła mogą pomóc w przypadku leczenia zakażeń drobnoustrojami odpornymi na antybiotykoterapię?

Pierwszy karbapenem został dopuszczony do użytku w 1985 r. I znów powtórzyła się historia – po 2 dekadach pojawiły się patogeny dysponujące genem superoporności NDM-1, który koduje enzym New Delhi z grupy metalo-β-laktamaz (NDM-1) odpowiedzialny za uszkadzanie struktury antybiotyku, czyniąc go nieaktywnym farmakologicznie. Został on zidentyfikowany w 2008 r. w bakteriach Klebsiella pneumoniae i Escherichia coli.

Okazało się, że te spec-komanda wykształciły umiejętność – obrazowo mówiąc – rozcinania pierścienia β-laktamowego za pomocą cząsteczki wody przytrzymywanej pod odpowiednim kątem przez atomy cynku przytwierdzone w konkretnym miejscu do cząsteczki tego enzymu². Pojawienie się szczepu superbakterii wprawiło świat medyczny w popłoch. Zawisła nad nami groźba cofnięcia się o 100 lat, a nadejście ery postantybiotykoterapii, stało się bardziej realne, niż kiedykolwiek wcześniej się wydawało…

Roślinne substancje działają na zasadzie synergii, co bardzo różni się od terapii monozwiązkami preferowanej we współczesnej medycynie. Jasne jest, że drobnoustrojom o wiele trudniej będzie wykształcić oporność przeciwko kilku działającym zespołowo składnikom czynnym niż jednemu.

Tymczasem w odległej Kanadzie na Uniwersytecie McMaster od lat gromadzona jest kolekcja związków chemicznych wyekstrahowanych z mikroorganizmów glebowych. Liczy ona obecnie ok. 500 fiolek z najróżniejszymi substancjami pochodzenia naturalnego, a wśród nich znajdują się antygeny błony wierzchołkowej (aspergillomarazmina A, AMA) wytwarzane przez kropidlaka różnobarwnego (Aspergillus versicolor) – grzyba występującego glebach na całym świecie.

Tamtejsi uczeni postanowili wykonać prosty eksperyment i do 500 próbek, w których namnażały się bakterie odporne na wybrany antybiotyk z grupy karbapenemów, wlali śmiertelną dawkę tego leku raz oraz po ekstrakcie z każdej z fiolek z ich kolekcji. Okazało się, że bakterie skutecznie poradziły sobie z obecnością antybiotyku w 499 przypadkach. Tylko jedna szalka była wolna od patogenów. Ta, do której do antybiotyku dodano AMA wyizolowane z kropidlaka różnobarwnego. Związek ten ma zdolność wiązania atomów cynku – można zatem powiedzieć, że wytrąca im ostrze z rąk, przez co nie uniemożliwia rozcięcie pierścienia β-laktamowego w karbapenemach.

Działanie AMA przetestowano na myszach zakażonych bakteriami ze stwierdzoną obecnością NDM-1. Zakażone gryzonie podzielono na 3 grupy – jedna z nich otrzymywała kombinację cząsteczek AMA i antybiotyku karbapenemowego, druga sam antybiotyk, natomiast trzecia tylko AMA. Chorobę pokonały jedynie myszy z pierwszej grupy, a więc te otrzymujące mieszaninę substancji aktywnych³.

Choć odkrycie to nie rozwiązuje problemu lekooporności, jednak zastosowanie AMA może spowodować przywrócenie użyteczności, chociaż części ze znanych antybiotyków i odsunąć nieco w czasie czarne wizje WHO, które prognozuje, że jeśli nie znajdziemy sposobów na neutralizację lekoopornych superbakterii, to do 2050 r. kilka milionów ludzi umrze z powodu spowodowanych przez nie infekcji.

Naturlane ziołowe antybiotyki 

Naturalnie nasuwa się pytanie, co robić, by wygrać walkę z bakteriami? Czy ratunkiem mogą być antybiotyki naturalne? Odkrycie dokonane na Uniwersytecie McMaster w Ontario wskazuje kierunek dalszych badań, Jak mówią sami Kanadyjczycy – większe szanse powodzenia w walce z lekoopornością daje poszukiwanie sposobów jej pokonania w środowisku naturalnym, niż nieustanne badania nad potencjalnymi nowymi antybiotykami. Na tym polu od prawie 40 lat trwa bowiem zastój, a w tym czasie patogenny nie próżnowały i wykształciły wiele nowych mechanizmów obronnych.

Dlatego zdaniem naukowców warto zaczerpnąć z rozwiązań matki natury. W przyrodzie toczy się nieustanna walka o przetrwanie. Przeżyją ci, którym uda się przystosować do zmieniających warunków. Dlatego rośliny wykształciły bardzo złożone związki i mechanizmy, które chronią je przed bakteriami. Surowe ekstrakty ziół leczniczych mogą służyć jako alternatywne źródło środków modyfikujących odporność ze względu na dużą różnorodność metabolitów wtórnych. Te metabolity (alkaloidy, garbniki, polifenole itp.) mogą działać jako potencjalne środki przeciwdrobnoustrojowe i modyfikatory oporności. Ekstrakty roślinne mają zdolność wiązania się z domenami białkowymi, co prowadzi do modyfikacji lub hamowania interakcji białko-białko. Dzięki temu zioła mogą również prezentować się jako skuteczne modulatory procesów komórkowych związanych z gospodarzem, takich jak odpowiedź immunologiczna, mitoza czy apoptoza. W ten sposób wywierają wpływ nie tylko poprzez zabijanie drobnoustrojów, ale także poprzez oddziaływanie na kluczowe zdarzenia w procesie patogennym, przez co bakterie, grzyby i wirusy mogą mieć zmniejszoną zdolność do rozwijania oporności na środki botaniczne⁴.

To jeszcze nie wszystko. Roślinne substancje działają na zasadzie synergii, co bardzo różni się od terapii monozwiązkami preferowanej we współczesnej medycynie. Jasne jest, że drobnoustrojom o wiele trudniej będzie wykształcić oporność przeciwko kilku działającym zespołowo składnikom czynnym niż jednemu. Nic dziwnego, że w laboratoriach na całym świecie trwają poszukiwania roślin, które z powodzeniem mogłyby zastąpić antybiotyki w leczeniu zakażeń lekoopornymi drobnoustrojami.

Jakie zioła mogą być wykorzytane w leczeniu zakażeń drobnoustrojami antybiotykoopornymi?

Naukowcy z Korei Północnej poszli o krok dalej i postanowili sprawdzić, jak zioła i antybiotyki będą działać w duecie. Okazało się, że berberyna w połączeniu z antybiotykami β-laktamowymi wykazuje działanie synergistyczne przeciwko opornemu na metycylinę gronkowcowi złocistemu (MRSA), który jest odpowiedzialny za znaczną zachorowalność i śmiertelność w szpitalach, ponieważ nie reaguje na wiele leków⁵.

Choć badacze w Arabii Saudyjskiej na warsztat wzięli tego samego mikroba, to do eksperymentów wybrali inny biowzmacniacz. Oceniali synergistyczny potencjał laktoferyny wielbłądziej i ludzkiej w połączeniu z kilkoma antybiotykami przeciwko MRSA. Okazało się, że kombinacje każdej laktoferyny z oksacyliną lub wankomycyną znacząco zwiększały aktywność leków przeciwko temu gronkowcowi⁶.

Działanie laktoferyny (tym razem syntetycznego N-końcowego peptydu ludzkiej laktoferyny) w połączeniu z konwencjonalnymi antybiotykami (takimi jak gentamycyna, tygecyklina, ryfampicyna, klindamycyna i klarytromycyna) wobec szczepów Klebsiella pneumoniae wywołujących zapalenia płuc, testowali również Włosi. Okazało się, że związek ten uczulała bakterie na antybiotyki, zwłaszcza na hydrofobowe, które normalnie nie są skuteczne w leczeniu bakterii Gram-ujemnych⁷.

Uczeni zauważyli, że sama artemizyna nie hamuje wzrostu bakterii, jednak jej obecność uwrażliwia je na antybiotyki

Naukowcy z uniwersytetów w Leeds w Wielkiej Brytanii oraz w Munster i Erlangen w Niemczech szukali innego niż antybiotyki sposobu na zwalczenie lekoopornych szczepów bakterii Helicobacter pylori, odpowiedzialnej za zapalenia i wrzody żołądka. Wedle ich szacunków zakażeniu tym patogenem mogło już ulec 24-79% populacji. Po wielu eksperymentach opracowali nanokapsułki z kurkumą, otoczone enzymem o nazwie lizozym, które skutecznie przeciwdziałały przywieraniu H. pylori do ścian żołądka. Co więcej, zastosowane w odpowiedniej dawce wspomagały działanie antybiotyków, które teraz łatwiej docierały do bakterii⁸. Do podobnych wniosków doszli Hindusi, którzy oceniali synergię in vitro kurkuminy z antybiotykami wobec 60 izolatów bakteryjnych wytwarzających biofilm. Okazało się, że najlepsze efekty przyniosło jej połączenie z cyprofloksacyną wobec bakterii Gram-dodatnich oraz z amikacyną, gentamycyną i cefepimem przeciw Gram-ujemnym drobnoustrojom⁹.

W innych eksperymentach dowiedziono, że kombinacja ekstraktów z teczyny wyniosłej oraz tetracykliny stymuluje efekt synergiczny przeciwko szczepom Salmonella typhimurium i pałeczki zapalenia płuc¹⁰, a wyciąg z fikusa exasperata wzmaga działanie antybiotyków walczących z bakteriami Escherichia coli i Staphylococcus albus¹¹.

Jak się okazuje, piperyna występująca w czarnym pieprzu również może pomóc, ponieważ kilkakrotnie zwiększa aktywność ryfampicyny. Mieszanina tych związków wykazuje niezwykłe działanie hamujące wzrost Mycobacterium smegmatis (wyższe niż w przypadku samego antybiotyku). Warto przy tym wspomnieć, że piperyna znacząco zwiększa biodostępność leków przeciwgruźliczych, takich jak ryfampicyna, izoniazyd i pirazynamid¹².

Co więcej, jednoczesne podawanie tej substancji czynnej znacznie zwiększyło biodostępność antybiotyków β-laktamowych – amoksycyliny i cefotaksym u szczurów¹³. Poprawiło też wpływ cyprofloksacyny na gronkowca złocistego (Staphylococcus aureus) również tego opornego na metycylinę¹⁴.

Natomiast Hinduscy badacze ustalili, że wyciąg z kłącza imbiru (Zingiber officinale) w dawce 10-30 μg/kg zwiększa o 30-75% biodostępność antybiotyków makrolidowych, cefalosporyn, penicylin, aminoglikozydów oraz fluorochinolonów.

Z kolei niazyrydyna pozyskana z drzewa chrzanowego (Moringia oleifera) wzmacnia bioaktywność powszechnie stosowanych antybiotyków, takich jak ryfampicyna, ampicylina i tetracyklina przeciwko bakteriom Gram-dodatnim, takim jak M. smegmatis i Bacillus subtilis oraz bakteriom Gram-ujemnym, takim jak Escherichia coli¹⁵.

Chińczycy postanowili przyjrzeć się wpływowi artemizyny – substancji wyizolowanej z bylicy rocznej (Artemisia annua) – na leczenie sepsy u myszy. Okazało się, że podawanie jej wraz z ampicyliną lub unasynem (kompleks ampicyliny i sulbaktamu) zmniejszyło śmiertelność odpowiednio ze 100 do 66,7% lub 33,3% u gryzoni. Uczeni zauważyli, że sama artemizyna nie hamuje wzrostu bakterii, jednak jej obecność uwrażliwia je na antybiotyki. Przypuszczają też, że na spadek śmiertelności wynika również z przeciwzapalnego potencjału tego zioła¹⁶.

Naukowcy z Wielkiej Brytanii podają, że gdy się włączy artemizynę do leczenia przeciwmalaryczną i przeciwzapalną chlorochiną szczepów opornych na ten lek, aktywność substancji ziołowej wzrasta trzykrotnie¹⁷!

Ostatnie postępy w zwiększaniu biodostępności leków przez związki pochodzenia ziołowego spowodowały rewolucyjną zmianę w sposobie leczenia. W związku z tym hinduscy uczeni przeprowadzili zakrojone badania bibliograficzne, analizując klasyczne podręczniki i artykuły recenzowane, korzystając z uznanych na całym świecie naukowych baz danych z ostatnich 30 lat. Ten kompleksowy przegląd wykazał, że substancje wyekstrahowane z ziół zwiększają biodostępność i skuteczność biologiczną farmaceutyków różnych klas, takich jak antybiotyki, leki przeciwgruźlicze, przeciwwirusowe, przeciwgrzybicze i przeciwnowotworowe. Poprawiają również doustne wchłanianie nutraceutyków, takich jak witaminy, minerały i aminokwasy. Ich mechanizm działania polegają głównie na usprawnieniu procesów wchłaniania i metabolizowania leków oraz działaniu na cel leków¹⁴.

Wojna z mikrobami trwa. Jednak na szczęście dla nas przyroda dysponuje olbrzymim arsenałem bakteriobójczych środków. Być może konieczność tych poszukiwań sprawi, że medycyna naturalna stanie się wreszcie pełnoprawnym partnerem leczenia konwencjonalnego.

Lukrecja i rozmaryn mają działanie przeciwbakteryjne

Ekstrakty roślinne z eteru dietylowego z lukrecji (Glycyrrhiza glabra) oraz rozmarynu (Rosmarinus officinalis) zostały przetestowane w celu zbadania ich aktywności przeciwbakteryjnej wobec izolatów MRSA. W połączeniu wykazywały synergistyczne, antybakteryjne działanie na komórki gronkowca złocistego opornego na metycylinę – powodowały rozerwanie błony cytoplazmatycznej bakterii¹⁹.

Bańki - domowy sposób na choroby

Sprawdzony domowy sposób na choroby to stawianie baniek. Zapomniane w XX wieku, teraz wraca do łask i ponownie przykuwa uwagę uczonych z całego świata. Wiele prac naukowych wskazuje, że metoda ta wspomaga układ immunologiczny. W 2012 r. w prestiżowym czasopiśmie medycznym PLOS ONE¹⁸ opublikowano systematyczny przegląd 135 randomizowanych badań na temat działania baniek w leczeniu 56 chorób. Wykazano, że w większości z nich w połączeniu z innymi terapiami jest ono korzystne. W krajach takich jak Chiny, Korea i Japonia kuracja bańkami jest refundowana!