Η αντοχή στα αντιβιοτικά αποτελεί μία από τις μεγαλύτερες απειλές για τη σύγχρονη ιατρική, καθώς οι γιατροί συχνά αδυνατούν να επιβεβαιώσουν εάν μια λοίμωξη είναι βακτηριακή ή ιογενής και αν η χορηγούμενη αγωγή είναι αποτελεσματική. Κάθε χρόνο, εκατομμύρια θεραπείες με αντιβιοτικά συνταγογραφούνται χωρίς λόγο, λόγω έλλειψης γρήγορων και αξιόπιστων διαγνωστικών εργαλείων. Τώρα, ερευνητές αναφέρουν ότι ένα απλό τεστ αναπνοής μπορεί να προσφέρει λύση, επιτρέποντας στους γιατρούς να εντοπίζουν σχεδόν σε πραγματικό χρόνο τη δραστηριότητα των βακτηρίων στο σώμα.
Η νέα μελέτη και τα πρώτα αποτελέσματα
Επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Φρανσίσκο και το Νοσοκομείο Έρευνας Παίδων St. Jude παρουσίασαν, σε μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό ACS Central Science, ότι τα βακτήρια καταναλώνουν συγκεκριμένες ενώσεις σακχάρου που εγχέονται στο αίμα και απελευθερώνουν μια ανιχνεύσιμη μορφή διοξειδίου του άνθρακα στην εκπνοή. Σε υγιή ζώα, τα επίπεδα διοξειδίου ήταν ελάχιστα, ενώ σε μολυσμένα ποντίκια αυξάνονταν ανάλογα με το βακτηριακό φορτίο και μειώνονταν θεαματικά μετά τη θεραπεία με αντιβιοτικά.
Η δυνατότητα αυτή καθιστά το τεστ ιδιαίτερα χρήσιμο, καθώς οι συμβατικές απεικονιστικές εξετάσεις –όπως οι ακτινογραφίες, η αξονική και η μαγνητική τομογραφία– δεν μπορούν να δείξουν εγκαίρως εάν τα αντιβιοτικά έχουν αποτέλεσμα. Το τεστ αναπνοής, αντίθετα, συνδέεται άμεσα με τη δραστηριότητα των ζωντανών βακτηρίων, παρέχοντας κρίσιμες πληροφορίες στους γιατρούς.
Πώς λειτουργεί το τεστ βακτηριακής αναπνοής
Τα βακτήρια καταναλώνουν σάκχαρα που τα ανθρώπινα κύτταρα αγνοούν σε μεγάλο βαθμό. Οι ερευνητές αξιοποίησαν αυτό το χαρακτηριστικό χρησιμοποιώντας τρεις ενώσεις –μαλτόζη, μανιτόλη και αραβινιτόλη– εμπλουτισμένες με άνθρακα-13, μια φυσική, βαρύτερη μορφή άνθρακα. Επειδή τα ανθρώπινα κύτταρα δεν διασπούν σημαντικά αυτές τις ενώσεις, το διοξείδιο του άνθρακα που παράγεται προέρχονται κυρίως από βακτήρια, μειώνοντας την πιθανότητα ψευδών ενδείξεων.
Σε εργαστηριακές δοκιμές, τα περισσότερα βακτηριακά είδη διέσπασαν τις ενώσεις και παρήγαγαν ανιχνεύσιμα σήματα. Αντίθετα, μη μολυσμένα ποντίκια δεν εμφάνισαν σχεδόν καμία απόκριση. Οι ερευνητές παρατήρησαν μετρήσιμες αυξήσεις στις αναπνοές μολυσμένων ζώων σε διάφορους τύπους λοιμώξεων, όπως στους πνεύμονες, τους μυς, τα οστά και το αίμα.
Παρακολούθηση της αποτελεσματικότητας των αντιβιοτικών
Σε πείραμα με ποντίκια μολυσμένα με E. coli, τα ζώα υποβλήθηκαν σε θεραπεία με κεφτριαξόνη, ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο αντιβιοτικό. Πριν από τη θεραπεία, ο αριθμός των βακτηρίων ανερχόταν σε περίπου 10 δισεκατομμύρια μονάδες σχηματισμού αποικιών. Μετά από 24 ώρες, μειώθηκε σε περίπου 100.000, ενώ τα σήματα αναπνοής μειώθηκαν παράλληλα, επιβεβαιώνοντας τη συσχέτιση μεταξύ βακτηριακού φορτίου και αναπνοής.
Όπως σημειώνουν οι συγγραφείς, «στην κλινική πρακτική, οι τεχνικές διαγνωστικής απεικόνισης αδυνατούν να δείξουν έγκαιρα την ανταπόκριση στη θεραπεία, καθώς οι ακτινολογικές βελτιώσεις καθυστερούν σε σχέση με τη μικροβιολογική πρόοδο». Αυτή η έλλειψη έγκαιρης πληροφόρησης οδηγεί συχνά σε υπερβολική ή λανθασμένη χρήση αντιβιοτικών, συμβάλλοντας στην εξάπλωση της αντοχής.
Χρήσιμο σε δύσκολες περιπτώσεις
Οι ερευνητές υπογραμμίζουν ότι το τεστ μπορεί να φανεί πολύτιμο σε λοιμώξεις όπως η οστεομυελίτιδα, όπου οι αλλοιώσεις στα οστά είναι δύσκολο να διαφοροποιηθούν από άλλες παθήσεις. Στα πειράματα, τα μολυσμένα ποντίκια εμφάνισαν αυξημένα σήματα αναπνοής τέσσερις και οκτώ ημέρες μετά τη μόλυνση, ανάλογα με το επίπεδο του βακτηριακού φορτίου.
Αν και η μελέτη πραγματοποιήθηκε σε ποντίκια, οι ενώσεις που χρησιμοποιήθηκαν θεωρούνται ασφαλείς για ανθρώπινη χρήση, καθώς έχουν ήδη χορηγηθεί ενδοφλεβίως για άλλους σκοπούς. Ο εξοπλισμός ανίχνευσης είναι φορητός και χαμηλού κόστους, γεγονός που καθιστά το τεστ πρακτικό για κλινική εφαρμογή. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι οι άνθρωποι, λόγω της ελεγχόμενης εκπνοής, θα μπορούσαν να προσφέρουν ακόμη πιο καλά αποτελέσματα.
