Poutavý příběh o vzniku, vývoji a nečekaných rizicích antibiotik, která se stala revolucí v medicíně, ale zároveň hrozbou pro budoucnost.
První náznaky boje s infekcemi. Dlouhá léta byla i ta nejmenší zranění hrozbou, jak ukazuje například případ prezidenta Calvina Coolidge Jr., který v roce 1924 zemřel na otravu krve poté, co se mu infikovala malá puchýřnatá rána na noze.
Tehdy neexistoval účinný způsob, jak takovou infekci zastavit, a mnoho lidí umíralo na běžné bakteriální nemoci, proti nimž dnes bojují antibiotika. Banální řezné rány, zanícené odřeniny či plicní infekce mohly mít fatální následky. Bez účinné léčby se každé poranění mohlo snadno změnit ve smrtelný rozsudek. Přesto lidé od nepaměti hledali způsoby, jak se proti neviditelnému nepříteli bránit. Už staří Číňané před více než čtyřmi tisíci lety aplikovali na rány obklady z plesnivého sójového mléka. Později byly objeveny i přírodní látky v potravinách, například sírové sloučeniny v cibuli a česneku, které měly antiseptické účinky.
Některé starověké civilizace už tehdy neuvědoměle využívaly přírodní antibiotika. Archeologové objevili stopy tetracyklinu v kosterních pozůstatcích Egypťanů a Núbiijců, kteří jej přijímali z kontaminovaného obilí a kvašených nápojů. Skutečné pochopení těchto látek však mělo přijít až o mnoho století později.
Zázračný objev, který změnil osudy milionů: jak inzulín zachránil svět
Objevy, které změnily medicínu navždy
Antibiotika se dělí podle svého mechanismu účinku na několik hlavních skupin. Beta-laktamová antibiotika, jako je penicilin, narušují syntézu bakteriální buněčné stěny, což způsobuje smrt patogenu. Makrolidy a tetracykliny se zaměřují na bakteriální ribozomy, čímž brání jejich množení. Aminoglykosidy zasahují syntézu proteinů, zatímco fluorochinolony cílí na bakteriální DNA. Každá skupina antibiotik se používá pro specifické typy infekcí a vyvíjí se nové varianty, které mají překonávat bakteriální rezistenci.
Kapsle s doxycyklinem. Zdroj: Myself (Shorelander) CC BY 2.5
Koncem 19. století přišel zlom. Louis Pasteur při svých experimentech s kvašením objevil, že určité mikroorganismy mohou bránit růstu jiných. Při pokusech s antraxem si všiml, že když naočkoval laboratorní zvířata směsí oslabených patogenních bakterií a jiných neškodných mikroorganismů, zvířata neonemocněla. Tento fenomén vedl k hlubšímu zkoumání vztahů mezi mikroorganismy a později inspiroval další vědce v oblasti antimikrobiální léčby. Francouzský vědec Louis Pasteur objevil, že některé bakterie jsou schopné zamezit množení jiných. O pár let později se německý vědec Rudolf Emmerich stal svědkem podivuhodného jevu – zvířata naočkovaná určitou kulturou bakterií neonemocněla cholerou. Stejně tak Charles-Joseph Bouchard zjistil, že jiný mikroorganismus poskytuje ochranu před smrtelnými infekcemi. Přesto tato pozorování zatím nepřinesla žádný praktický lék.
Pak přišel rok 1896 a neznámý francouzský lékař Ernest Duchesne si povšiml, že plísně rodu Penicillium dokážou ničit bakterie. Tento objev byl revoluční, avšak v tehdejší době ignorován. Duchesneho výzkum byl v rozporu s tehdejší převládající teorií, že jediným způsobem, jak bojovat s nemocemi, je prevence a hygienická opatření. Vědecká komunita byla v té době zaměřena na identifikaci a izolaci patogenů, nikoliv na hledání přirozených látek, které by je mohly ničit. Navíc jeho mladý věk a nedostatek prestiže znamenaly, že jeho práce nebyla brána vážně. Trvalo dalších třicet let, než byl jeho objev znovu potvrzen. Jeho výzkum však zůstal nepovšimnut, především kvůli tehdejší dominanci teorií o infekčních chorobách, které se soustředily na bakteriální patogeny spíše než na jejich možné přirozené nepřátele. Navíc jako mladý a málo známý vědec neměl dostatečnou prestiž ani prostředky k dalšímu bádání. Teprve o třicet let později byly jeho závěry znovuobjeveny a potvrzeny. Jeho průlomové poznatky však zůstaly zapomenuty a trvalo dalších třicet let, než si britský bakteriolog Alexander Fleming při svých experimentech s lysozymem všiml zvláštního jevu. Na agarových plotnách, kde kultivoval bakterie, se objevila plíseň a kolem ní zvláštní čistá zóna bez bakteriálního růstu. Fleming pochopil, že plíseň vylučuje látku, která brání množení bakterií. Nazval ji penicilin.
Zprvu se však zdálo, že tento objev zůstane jen teoretickou zajímavostí. Alexander Fleming sice identifikoval penicilin jako látku s antibakteriálními účinky, ale narážel na problémy s jeho izolací a stabilitou. První pokusy o výrobu byly neefektivní a penicilin se rychle rozkládal. Až v roce 1940 přišli Howard Florey a Ernst Chain s průlomovou metodou purifikace penicilinu a spolu s americkými farmaceutickými firmami dokázali vyvinout proces, který umožnil jeho masovou výrobu. To změnilo způsob léčby infekcí nejen během války, ale i v civilní medicíně. První pacienti s těžkými infekcemi, včetně sepse a pneumonie, byli úspěšně léčeni a antibiotika se stala klíčovým pilířem moderní medicíny. Vědci tehdy neměli prostředky, jak látku izolovat a použít v praxi. Teprve o několik let později, během druhé světové války, se podařilo Howardu Floreymu a jeho týmu získat dostatečně čistý penicilin pro klinické použití. Proces izolace však nebyl jednoduchý – vědci museli překonat řadu překážek, jako byla nestabilita látky a její nízká výtěžnost. Nakonec se jim podařilo vyvinout metodu hluboké fermentace, která umožnila masovou produkci. Zásadní roli sehrála také spolupráce s farmaceutickými společnostmi, zejména v USA, kde se podařilo navýšit výrobu tak, aby mohla být antibiotika nasazena ve válečném konfliktu k záchraně tisíců raněných vojáků. Výsledky byly ohromující. Popáleniny, zranění, vážné infekce – to vše se najednou dalo léčit s nebývalou účinností.
Zázrak z plísně: Penicilin – náhodný objev, který změnil medicínu
Antibiotika se stala revolucí. Avšak jejich nadměrné užívání, zvláště v případech virových infekcí, vedlo k nebezpečnému fenoménu antibiotické rezistence. Bakterie se dokáží rychle adaptovat a vyvíjet obranné mechanismy, jako je mutace cílových míst, zvýšené vylučování antibiotik z buněk nebo produkce enzymů, které antibiotika rozkládají. Například kmen Staphylococcus aureus byl původně citlivý na penicilin, ale dnes existují jeho varianty odolné vůči většině dostupných antibiotik, včetně methicilinu (MRSA). Tento problém je natolik závažný, že Světová zdravotnická organizace označila antibiotickou rezistenci za jednu z největších hrozeb pro veřejné zdraví.
