Nowa broń lekarzy. W walce z zabójczymi bakteriami pomoże niezwykła krew

Od lat 70. XX wieku bakterie zyskują coraz większą odporność na standardowe leki. Według analiz z 2024 roku, do połowy obecnego stulecia oporność antybiotykowa może prowadzić do nawet 40 milionów zgonów rocznie. Dodatkowo wielu pacjentów cierpi na zakażenia wywołane biofilmami bakteryjnymi - lepkimi, trudnymi do przeniknięcia warstwami ochronnymi tworzonymi przez bakterie. Nowe strategie leczenia, pozwalające zabijać bakterie i jednocześnie rozbijać biofilmy, są pilnie potrzebne, by spowolnić niebezpieczny dla ludzkiego życia trend.

Nowe badanie, opublikowane przez zespół badaczy z Australii pokazuje, że w tej walce niezwykle pomocne mogą okazać się ostrygi, które w naturalny sposób filtrują z wody ogromne ilości mikrobów. Aby korzystać z tego źródła pożywienia, mięczaki musiały rozwinąć wyspecjalizowane systemy obronne, w tym białka o unikalnych cechach biobójczych. "Ostrygi nieustannie filtrują bakterie z wody, więc to doskonałe miejsce, by szukać potencjalnych antybiotyków" stwierdza badaczka Kirsten Benkendorff. Według autorów badania, duży potencjał kryje się zwłaszcza w hemolimfie australijskiej ostrygi Saccostrea glomerata, znajdowanej w wodach w okolicach Sydney.

W styczniu 2025 roku badacze opublikowali w czasopiśmie PLOS ONE wyniki eksperymentów pokazujące, że pochodzący z hemolinfy ostryg ekstrakt białkowy znany jako HPE (ang. Hemolymph Protein Extract) może poprawić działanie czterech różnych antybiotyków - ampicyliny, gentamycyny, trimetoprimu oraz cyprofloksacyny - wzmacniając ich skuteczność od 2 do nawet 32 razy. W testach uwzględniono m.in. patogenne szczepy Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae oraz Pseudomonas aeruginosa. Badacze stwierdzili, że wspomniany ekstrakt "nie tylko utrudnia tworzenie się biofilmów, ale też je rozbija, dzięki czemu bakterie pozostają podatne na działanie antybiotyku nawet przy niższych dawkach".

Co istotne, nawet niskie stężenia HPE wystarczyły, by zahamować rozwój bakterii w próbce kontrolnej. Jednocześnie badania przeprowadzone na liniach komórek płuc człowieka nie wykazały toksycznego działania tych białek nawet przy dawkach wielokrotnie przekraczających poziom uznany za konieczny do osiągnięcia efektu bakteriobójczego. To szczególnie ważne, ponieważ niektóre peptydy przeciwbakteryjne, mimo wysokiej skuteczności, bywają zbyt agresywne wobec ludzkich komórek.

Testy pokazały również, że rozkładanie biofilmów przez HPE jest możliwe dzięki zdolności proteiny do rozbijania ochronnej macierzy bakteryjnej. W przypadku wielu leków konieczne jest znaczne zwiększenie dawki, by przeniknąć taką warstwę i zniszczyć uodpornione komórki. Zastosowanie białek hemolimfy ostryg mogłoby zatem pozwolić na ograniczenie ilości używanych antybiotyków, a tym samym zmniejszać ryzyko wykształcania się dalszej oporności.

W prowadzonych testach, zaobserwowano szczególnie wysoką skuteczność w stosunku do paciorkowców (Streptococcus pneumoniae i Streptococcus pyogenes). Jednak nawet wobec innych rodzajów bakterii, stosowanie HPE w połączeniu z konwencjonalnym antybiotykiem (na przykład gentamycyną lub trimetoprimem) zwiększała siłę działania leku.

Badacze zaobserwowali, że bakterie tworzące biofilmy, takie jak S. pneumoniae, stają się szczególnie trudne w leczeniu, bo sama struktura biofilmu utrudnia przenikanie większości dostępnych leków. Odkrycie, iż hemolimfa ostryg może rozbijać biofilmy, sugeruje, że ewentualne wdrożenie tych białek mogłoby znaleźć zastosowanie w leczeniu przewlekłych infekcji układu oddechowego, a nawet wspomagać regenerację tkanek przy zakażeniach ran.

Ale nie tylko krew ostryg może nam pomóc. Badacze zwracają uwagę, że składniki odżywcze mięsa ostryg, takie jak cynk, są ważne dla wzmacniania naszej odporności. "Samo jedzenie ostryg może pomóc w walce z drobnoustrojami oddechowymi, bo zawierają cynk wzmacniający układ odpornościowy" podkreślają naukowcy.

Pozytywne wyniki badań otwierają nowe możliwości nie tylko dla sektora farmaceutycznego, ale i akwakultury. Zdaniem autorów publikacji, to świetna okazja do współpracy między naukowcami, branżą hodowców ostryg i przemysłem farmaceutycznym". Produkcja ostryg na skalę przemysłową jest już rozwinięta, zwłaszcza w niektórych regionach Australii i Azji, co może ułatwić pozyskiwanie hemolimfy bez szkody dla populacji tych organizmów.

Jednak samo pozyskiwanie i oczyszczanie białek wymaga specjalistycznych procedur. Kluczowym wyzwaniem jest stabilizacja hemolimfy oraz ustalenie optymalnych warunków, w których składniki zachowują swoją aktywność. Badania zwracają uwagę, że przechowywanie frakcji w temperaturze poniżej 0 stopni pozwala na dłuższe utrzymanie pożądanych właściwości antybakteryjnych.

Warto też pamiętać o normach prawnych dotyczących wprowadzania nowych substancji leczniczych na rynek. Droga od odkrycia w laboratorium do powszechnej dostępności jest zwykle długa i obarczona kosztami m.in. badań toksykologicznych, klinicznych oraz testów stabilności produktu. Mimo to, autorzy najnowszych prac pozostają optymistami, zachęcając do dalszych inwestycji w rozwój tej technologii.

Ponad 90 proc. obecnie używanych antybiotyków ma pochodzenie naturalne. Odkrycie penicyliny, naturalnie produkowanej przez pleśń, zapoczątkowało rozwój nowoczesnych leków. Wyizolowanie aktywnych białek z ostryg może być kolejnym rozdziałem w długiej historii wykorzystywania substancji biologicznie czynnych w leczeniu zakażeń.

Niektórzy naukowcy sugerują też, że zintegrowane podejście - łączące konserwację środowisk morskich, rozwój akwakultury i poszukiwanie nowych substancji bioaktywnych - może ostatecznie przynieść podwójne korzyści: zarówno dla ochrony gatunków, jak i dla zdrowia publicznego.

Dalszy rozwój technik biotechnologicznych powinien również pozwolić na tanie wytwarzanie potrzebnych białek w laboratoriach, bez konieczności eksploatacji żywych ostryg. Dzięki temu wytwarzanie substancji na bazie hemolimfy może być bardziej ekologiczne.