Zdjęcie z mikroskopu optycznego wystarczy, aby rozpoznać gatunek bakterii. I to bardzo szybko - w ciągu kilku sekund - uważają naukowcy z Krakowa. Do rozróżniania bakterii zaprzęgli algorytmy sztucznej inteligencji.
Pacjentka przychodzi do ginekologa z objawami zakażenia dróg rodnych. Lekarz pobiera wymaz - i zamiast odsyłać go do laboratorium, gdzie analiza potrwa nawet kilka dni - robi zdjęcia próbki pod mikroskopem optycznym, po czym wprowadza je do programu. W ciągu kilku sekund dostaje wynik z identyfikacji i wie, z jakimi mikroorganizmami ma do czynienia. W trakcie tej samej wizyty może zaproponować leczenie.
Tak mogłaby wyglądać diagnostyka mikrobiologiczna, gdyby udało się zrealizować pomysły badaczy z Uniwersytetu Jagiellońskiego i Politechniki Krakowskiej. Naukowcy chcą, aby bakterie rozpoznawane były po wyglądzie dzięki algorytmom głębokiego uczenia (deep learning). Badania ukazały się we wrześniu w czasopiśmie PLOS ONE.
DŁUGA DROGA DO DIAGNOZY
Dzisiaj proces jest znacznie dłuższy. Współautorka badania, dr hab. Monika Brzychczy-Włoch z Katedry Mikrobiologii Collegium Medicum UJ opowiada, że pobraną od pacjenta próbkę - np. wymaz ze zmiany skórnej - poddaje się hodowli (namnaża się mikroorganizmy). Potem izoluje się szczepy patogenne (chorobotwórcze). Z nich z kolei wykonuje się preparat barwiony metodą Grama, który diagnosta laboratoryjny ocenia za pomocą mikroskopu optycznego. Jest to dopiero pierwszy krok w identyfikacji gatunkowej izolowanych bakterii.
Obecnie ocena preparatu przez diagnostę trwa około kilkunastu minut, a uzyskane w ten sposób informacje są bardzo ograniczone. Określane są tylko dwie cechy: kształt mikroorganizmu (np. forma kulista lub cylindryczna), a także typ barwienia - czy to bakteria Gram-dodatnia czy Gram-ujemna (są inaczej wybarwione). "Na tym kończymy ocenę preparatu. Nie jesteśmy w stanie określić gatunku ani nawet rodzaju wyizolowanych bakterii” - opowiada Monika Brzychczy-Włoch.
Tymczasem algorytm komputerowy z mikroskopowego zdjęcia bakterii może wyciągnąć znacznie więcej informacji, niż człowiek oglądający ten sam obraz. Trzeba jednak "nauczyć" komputer rozróżniania bakterii.
SIEĆ, KTÓRA UCZY SIĘ NA WŁASNYCH BŁĘDACH
"Wykorzystujemy najnowsze mechanizmy analizy obrazu - głębokie sieci konwolucyjne. Takie sieci wymagają bardzo wielu obrazów, żeby mogły nauczyć się rozwiązywać zadany problem" – mówi dr Bartosz Zieliński z Wydziału Matematyki i Informatyki UJ. Podaje przykład, że taka sieć potrzebowałaby około miliona obrazów, by precyzyjnie rozróżniać gatunki bakterii. "A my mieliśmy tylko 660 zdjęć - po 20 dla każdego z 33 analizowanych gatunków" - opowiada dr Krzysztof Misztal z WMI UJ.
Naukowcy wykonali jednak sprytny ruch. W swoich badaniach zastosowali sieć już wstępnie przyuczoną do rozpoznawania obrazów. Była to sieć wytrenowana wcześniej zdjęciami obiektów - takich jak kwiaty czy samochody. "Sieć umiała już więc ekstrahować pewne cechy niezbędne do klasyfikacji zdjęć. Mając taką sieć, douczyliśmy ją rozpoznawania zdjęć nowego typu - bakterii. To na razie jedyne możliwe podejście z uwagi na to, że uzyskanie miliona zdjęć bakterii o potwierdzonej identyfikacji jest aktualnie poza naszym zasięgiem" - mówi dr Zieliński.
Zadziałało. Algorytm rozróżnia gatunki bakterii nawet bardzo podobne do siebie - takie, których nie jest w stanie rozróżnić człowiek na podstawie obrazu mikroskopowego.
PROSIMY O DOKARMIANIE ALGORYTMU!
Na razie sieć umie rozpoznawać 33 gatunki, w tym bakterii tlenowych i beztlenowych, a także pojedyncze gatunki grzybów drożdżopodobnych. To jednak dopiero wstęp do dalszych badań. "Wszystko zależy od baz danych, na których pracujemy. Jeśli zbiór będzie duży, sieć będzie myliła się bardzo rzadko, nawet przy zwiększonej liczbie analizowanych gatunków " - mówi dr Krzysztof Misztal.
Na razie algorytm jest w stanie określić, z jakim gatunkiem ma do czynienia, gdy analizuje obraz zawierający tylko jeden typ mikroorganizmu. Etapy namnażania i izolowania są więc nadal konieczne. Kolejnym krokiem będzie jednak nauczenie algorytmu rozpoznawania bakterii znacznie szybciej – bezpośrednio w materiale pobranym od pacjenta. Zdaniem naukowców z UJ jest to wykonalne. Wymaga jednak rozbudowania bazy danych i dalszych prac nad zaproponowanym rozwiązaniem.
Dr Bartosz Zieliński dodaje: "Na razie nie ma takiej globalnej bazy zdjęć różnych gatunków bakterii. Naszym marzeniem byłoby stworzenie systemu internetowego, dzięki któremu zespoły z całego świata mogłyby łatwo wysyłać nam zdjęcia drobnoustrojów. A my byśmy je klasyfikowali. Potem tymi zdjęciami douczalibyśmy naszą sieć" - opowiada dr Zieliński. Badacze z UJ chcą zawalczyć o grant badawczy, dzięki któremu zbiorą dużą liczbę zdjęć i usprawnią zaproponowany algorytm.
Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl | Ludwika Tomala
Komentarze
[ z 5]
Cóż, obecnie powiedziałabym, że taka sytuacja zdarza się raz na milion. Pacjentka przychodzi do lekarza i zamiast dokonać odpowiedniej oceny pobranego wymazu, ginekolog przepisuje leki "w ciemno". Skoro wizyta zdarza się raz na pół roku (w najlepszym razie), nic dziwnego. Gdyby analiza odbywałaby się jedynie na podstawie zdjęcia łatwiej byłoby dobrać najlepszą metodę leczenia. Pacjentka nie byłaby narażona na niepotrzebne działania niepożądane w przypadku nieskutecznej terapii. Oczywiście korzyści byłyby ogromne. Nie tylko w ginekologii.
Z takim programem możliwości jest wiele. Byłoby wspaniale gdybyśmy zaczęli go używać w praktyce. Uprościłoby to diagnostykę i zwiększyło efektywność leczenia oraz bezpieczeństwo pacjenta. Być może do takich rozwiązań jeszcze długa droga (żeby były wykorzystywane na porządku dziennym), a może marzenie spełni się szybciej niż może się wydawać. Wszystko zależy od ilości pracy. Możliwości są nieograniczone.
To bardzo ciekawe zastosowanie jeżeli chodzi o sztuczną inteligencję. Z pewnością dzięki temu przeprowadzenie licznych badań diagnostycznych, w których liczy się czas będzie dużo prostsze i mniej czasochłonne. W wielu przypadkach klinicznych czas ma ogromne znaczenie. Odpowiednio szybkie rozpoznanie bakterii, pozwoli chociażby na zastosowanie najbardziej odpowiedniego antybiotyku skierowanemu przeciwko danemu patogenowi. Moim zdaniem sztuczna inteligencja stanie się przyszłością w wielu dziedzinach medycyny. W coraz większej ilości miejsc oraz sytuacjach jesteśmy uzależnionych od wielu urządzeń, sterowane przez przeróżne oprogramowania. Sztuczna inteligencja nie raz pokazała, że jest w stanie przynieść człowiekowi wiele korzyści. Jak się okazuje w przypadku medycyny wcale nie jest inaczej, co potwierdza powyższy artykuł. W wielu przypadkach tak jak udaje się ją wykorzystać do celów diagnostycznych, co według mnie ma ogromne znaczenie. Zdarzają się bowiem, różne przypadki kliniczne, których diagnoza może być bardzo skomplikowana i wymagająca nawet od doświadczonego lekarza sporej ilości czasu, który niestety działa na niekorzyść pacjenta. Przykładowo jakiś czas temu w Tokio, komputer na podstawie pobranego od pacjenti materiału genetycznego oraz ogromnej bazy prac naukowych na temat nowotworów pozwolił zdiagnozować bardzo rzadki rodzaj białaczki. Pamiętajmy, że człowiek jest tylko człowiekiem i rzadkie przypadki są bardzo trudne do zdiagnozowania i leczenia. Nie jest też w stanie posiadać w głowie ogromnej ilości chorób krwi, których jest bardzo wiele. W szpitalach lekarze często organizują konsultacje z innymi lekarzami tej samej lub innej specjalizacji, aby rozwiązać problem danego pacjenta, co zwykle wymaga pewnej ilości czasu. Komputer w tym wypadku prawdopodobnie uratował pacjentce życie ponieważ lekarze prawdopodobnie potrzebowaliby więcej czasu do postawienia odpowiedniej diagnozy. Czas w chorobach nowotworowych odgrywa niesłychanie ważną rolę. Bardzo ciekawe wyniki przedstawiają pewne badania. Jak się okazuje ponad 50 procent pacjentów biorących udział w pewnej ankiecie zadeklarowała, że chciałaby aby badania diagnostyczne, zadawanie pytań oraz zalecenia co do terapii były przedstawiane przy pomocy sztucznej inteligencji. Aż 73 procent ankietowanych zadeklarowało, że woleliby aby byli operowani przez robota niż lekarza. Oczywiście takie warianty póki co nie są możliwe do zrealizowania, a w tylko w nielicznych placówkach udaje się póki co wprowadzić sztuczną inteligencję. Związane jest to zapewne z dużymi kosztami jeżeli chodzi o urządzenia oraz współpracujące z nimi oprogramowania, ale także to, że aby je obsługiwać z pewnością konieczne jest odbycie odpowiednich szkoleń. Myślę, jednak że kwestią czasu jest to, że w coraz większej ilości placówek medycznych będzie ona dostępna. Nie wyobrażam sobie jednak, że w pełni uda się wyprzeć lekarzy przez roboty w w wykonywaniu licznych czynności. Nad wieloma procesami musi przecież czuwać człowiek i kontrolować to co dzieje się w czasie rzeczywistym. Z pewnością nie uda się zastąpić tego co lekarz albo pielęgniarka przekazuje często pacjentom czyli empatię oraz inne pozytywne uczucia, nawet za sprawą zwykłej rozmowy, która dla wielu pacjentów jest bardzo ważna oraz pomaga przetrwać trudne chwile. Jeżeli zaś chodzi o radiologię, to bardzo dużo w ostatnim czasie mówi się o zastosowanie w niej sztucznej inteligencji. W niektórych testach odpowiednio zaprogramowana potrafiła z większą skutecznością zdiagnozować choroby niż radiolodzy. Wyniki takie miały miejsce chociażby przy diagnozowaniu chorób nowotworowych płuc, które stają się coraz powszechniejszym problemem i to nie tylko wśród palaczy. Zespół amerykańsko-kanadyjski, również chce bazować na tego typu oprogramowaniu. Aktualnie udało im się stworzyć takie, które bazuje na pod 25 tysiącach tomografii płuc. Skuteczność wykrywania zmian nowotworowych oscyluje w granicach 90 procent, a nawet więcej. Moim zdaniem jest to bardzo wysoka skuteczność wyników, które potem na pewno muszą i tak być skontrolowane przez lekarza radiologa. Jednak dzięki temu z pewnością jego praca będzię dużo łatwiejsza i będzie on mógł pomóc większej ilości pacjentów, a przecież o to chodzi w doskonaleniu licznych technologii. Jeżeli chodzi o jej zastosowanie to coraz częściej mówi się o tym, że może okazać się bardzo przydatna przy analizie zdjęć podczas mammografii. Oczywiście ciężko sobie wyobrazić, że urządzenia te mogłyby zastąpić specjalistów, jednak wydaje mi się, żę radiolodzy, którzy będa mieli na swoim wyposażeniu te urządzenia, będą częściej proszeni chociażby o konsultację. Wydaje mi się, również, że dzięki temu współpraca pomiędzy lekarzami będzie dużo łatwiejsza. Wprowadzenie tego typu rozwiązań w pewnych ośrodkach medycznych pozwala na znaczną oszczędność czasu oraz pieniędzy. Zredukowana jest także ilość błędów, co wiąże się z tym, że pacjent jest w mniejszym stopniu naświetlany co z pewnością ma znaczenie dla jego zdrowia. Nowe urządzenia początkowo skanują pacjenta pod kątem wzrostu i wagi, co pozwala na dostosowanie różnych parametrów badania, tak aby uzyskany obraz był jak najlepszy co zwiększa szansę na skuteczne postawienie diagnozy.Wprowadzenie na stałe nowoczesnych rozwiązań do ochrony zdrowia wymaga pewnych zmian. Trzeba podkreślić, że obsługa czy też serwis takich urządzeń może być trudny. Jeżeli chodzi o nagłe przypadki uszkodzeń w takich robotach to wspomina się o zawodzie inżyniera medycznego, który w szpitalu również pełniłby dyżury. Jest to moim zdaniem niezbędne z uwagi na to, że podczas operacji może przydarzyć się awaria, z którą lekarz czy inna osoba przebywająca na sali operacyjnej nie byłaby w stanie sobie poradzić. Zatrudnienie takiej osoby ma miejsce w krajach Europy Zachodniej czy Stanach Zjednoczonych. Mówi się o tym, że w szpitalu w Ostródzie ma się rozpocząć pewien ciekawy, pilotażowy program. Mianowicie w rejestracji szpitala ma pracować robot, który dzięki odpowiedniemu zaprogramowaniu będzie mógł rozmawiać z pacjentem. Co ciekawe i według mnie bardzo ważne w dzisiejszych czasach będzie on przypominał o umówionych wizytach. To aktualnie spory problem jeżeli chodzi o niestawianie się pacjentów na umówione wizyty. Kolejki do specjalistów są bardzo długie. Pacjenci nie przychodzą na nie z różnych powodów. Czasami po prostu zapominają, a czasami uda im się umówić na wizytę w bardziej dogodnym terminie. Jeśli jednak wcześniej uprzedzili by o swojej nieobecności to z pacjenci, którzy znajdują się w dalszej części kolejki by na tym skorzystali. Oczywiście głównego problemu jakim są braki kadrowe oraz problemy finansowe w polskiej ochronie zdrowia sztuczna inteligencja nie jest w stanie rozwiązać, jednak z pewnością może przyczynić się do usprawnienia jej funkcjonowania, co w dzisiejszych czasach jest bardzo potrzebne.
Sztuczna inteligencja znajduje coraz większe zastosowanie w dzisiejszych czasach. Antybiotyki są wciąż bardzo interesującą dla naukowców grupą związków, które znajdują szerokie zastosowanie w dzisiejszej medycynie, chociażby ze względu na wzrost ilości infekcji bakteriami opornymi na obecnie dostępne leki. Mikroby mają zdolność przekazywania informacji o oporności innym szczepom, dzięki temu, że znajduje się ona na kulistym organellum komórkowym zwanym plazmidem. Ponadto, co gorsze mogą być one przekazywane pomiędzy różnymi gatunkami bakterii. W ostatnim czasie amerykańskim i brazylijskim naukowcom udało się pozyskać toksyczne białko z jadu osy azjatyckiej, które ma działanie bakteriobójcze w stosunku do bakterii opornych na antybiotyki. Chodzi o peptyd mastoparan-L lub mast-L, który uszkadza błonę komórkową przyczyniając się do śmierci komórki bakteryjnej. Ponadto dzięki odpowiednim modyfikacjom genetycznym udało się sprawić, że jest ono w pełni bezpieczne jeżeli chodzi o nasze organizmy. Bez nich te białko w niewielkich ilościach może wykazywać szkodliwe działanie, zwłaszcza na czerwone krwinki, a dodatkowo może wywołać reakcję alergiczną, w niektórych przypadkach przyczyniając się do rozwoju wstrząsu anafilaktycznego. Ponadto może spowodować nagłe obniżenie ciśnienia tętniczego i zatrzymania oddechu. W badaniach na myszach wykazano, że wspomniana substancja może okazać się skuteczna w walce z niektórymi szczepami bakterii Escherichia coli, a także Staphylococcus aureus. Jej skuteczność jest porównywalna do gentamycyny, a także imipenemu. W Rosji także przeprowadzono badania nad nowymi antybiotykami. Jak się okazuje ma być on skuteczny w przypadku infekcji bakteriami oraz grzybami, które wywołują groźne choroby u ludzi. Chodzi o emericellipsin A, który pozyskuje się z grzyba Emericellopsis alkalina. Substancja ta uniemożliwia tworzenie się biofilmów, co ułatwia zmniejszenie oporności bakterii na antybiotyki. Bardzo dużą jej zaletą jest także uniwersalność. Jak się okazuje może ona znaleźć także zastosowanie w przypadku walki z nowotworami. Może być ona wykorzystywana samodzielnie, a także w połączeniu z innymi substancjami, co podkreśla jej wszechstronność działania. W wielu ośrodkach przeprowadza się także badania nad tak zwaną terapią fagową. Wykorzystuje się w niej bakteriofagi. Ma być ona stosowana w przypadku ostrych oraz zaostrzeń przewlekłych infekcji bakteryjnych, w których typowe leki nie są skuteczne. Według naukowców około jedna piąta zgonów na całym świecie jest wywołanych infekcjami bakteryjnymi. Szacuje się, że w wyniku braku nowych terapii do 2050 roku śmiertelność z powodu chorób zakaźnych zwiększy się ponad dziesięciokrotnie. Cztery lata temu badacze ze Stanów Zjednoczonych stwierdzili zakażenie u pacjentki, w przypadku której kolistyna, czyli antybiotyk stosowany w najbardziej trudnych przypadkach, nie okazała się skuteczna. Był on dosyć rzadko stosowanych z uwagi na dużą liczbę działań niepożądanych. Ponadto ze względu, że nie sięgano po nią zbyt często bakterie nie miały możliwości wytworzenia przeciwko niej oporności. Niestety wraz z upływem czasu zaczęto ją wykorzystywać w rolnictwie przez co straciła ona swoje wyjątkowe właściwości. Zwierzętom hodowlanym podaje się ogromne ilości antybiotyków, a te w konsekwencji trafiają także do naszego organizmu. Zjadając pokarmy, do produkcji których zostały użyte antybiotyki dostarczamy jednocześnie bakterie, które się na nich znajdują i które wytworzyły tę właśnie opornośc. Jeśli taki mikrob przedostanie się do naszego organizmu to może on przekazać geny oporności na fizjologicznie występujące bakterie np. w przewodzie pokarmowym co może zaburzyć ich równowagę, negatywnie oddziaływując na nasze zdrowie. Należy wspomnieć o tym, że infekcje bakteriami bardzo często towarzyszą innym schorzeniom, najczęściej przewlekłym, co znacznie pogarsza rokowanie chorego. Dla przykładu pałeczka ropy błękitnej Pseudomonas aeruginosa przyczynia się do zaostrzeń w mukowiscydozie, które powodują znaczne uszkodzenia w płucach. Do jego zakażenia dochodzić może ze środowiska zewnętrznego lub w przypadku zakażenia krzyżowego od innej osoby z mukowiscydozą. Przyczynia się do pogorszonej wydolności oddechowej, a w najgorszym przypadku śmierci chorego. Jak się okazuje w przypadku terapii skierowanej przeciwko tej bakterii skuteczna jest terapia doustna w porównaniu do terapii dożylnej. Jest to o tyle istotne, że ta druga forma podawania leku wymaga pobytu w szpitalu, a także iniekcji, co w przypadku wielu dzieci jest czymś traumatycznym i niekoniecznie lubianym. Ponadto wiążę się z większą ilością działań niepożądanych wśród których wymienia się między innymi nefrotoksyczność i ototoksyczność, związanej z aminoglikozydem- tobramycyną. Dodatkowo doustna forma podawania leków jest tańsza. Z tych wszystkich względów polecane jest stosowanie formy doustnej, szczególnie w przypadku początkowych stadiów zakażenia. Dzięki temu pacjenci będą mogli być leczeni w warunkach ambulatoryjnych, co i dla nich oraz budżetów poszczególnych krajów będzie pozytywnym zjawiskiem. Według danych w naszym kraju każdego roku może dochodzić nawet do 500 tysięcy infekcji bakteriami lekoopornymi, których leczenie może sięgać nawet 800 milionów złotych. Wiele uwagi w ostatnim czasie poświęca się profilaktyce różnych chorób w tym chorób zakaźnych. Wielu naukowców koncentruje się na probiotykach, które nie przenoszą oporności na antybiotyki, a dodatkowo wykazują działanie immunomodulujące, korzystnie wpływając na nasz układ odpornościowy. Aktualnie większość naukowców koncentruje się na walce z koronawirusem, który przyczynił się do rozwoju pandemii, mniej uwagi poświęcając superbakteriom. To przekłada się na to, że walka z nimi w niedalekiej przyszłości może być utrudniona. Należy wspomnieć, że w dzisiejszych czasach naturalne środowisko jest bogate w oporne szczepy bakterii. Może być to spowodowane tym, że przedostaje się do niego coraz większa ilość antybiotyków chociażby z hodowli zwierząt, a także pestycydów z upraw roślin czy też metali ciężkich. To może doprowadzić do zaburzeń równowagi wśród bakterii w całej biosferze. Jak się okazuje epidemia koronawirusa może przyczynić się do wzrostu oporności na antybiotyki. Takie są wnioski amerykańskich naukowców wynikające z przeprowadzonych przez nich badań. Zjawisko to może wynikać z nieprawidłowego stosowania antybiotyków w walce z infekcją. Oczywiście w wielu przypadkach niezbędne jest już stosowanie ogromnej ilości leków, ponieważ te podawane wcześniej nie przynosiły oczekiwanych rezultatów i stan pacjentów ulegał pogorszeniu. Jak się jednak okazuje nawet 90 procent pacjentów otrzymuje jeden lub dwa antybiotyki, które prawdopodobnie nie są niezbędne jeżeli chodzi o terapię. Czasem zdarza się bowiem, że są one włączane zanim uzyska się wynik, czy dany pacjent choruje na COVID-19. Lekarze w wielu przypadkach chcą uniknąć podwójnej infekcji aby zapobiec dodatkowej infekcji bakteryjnej. Takie działanie w dzisiejszych czasach jest jednak nieuzasadnione i według nowych wytycznych nie powinno się go przeprowadzać. Co więcej są one często stosowane nawet w przypadku nieskomplikowanego przebiegu infekcji koronawirusem. Eksperci są jednak zgodni, że nawet w bardzo ciężkich przypadkach antybiotyki nie powinny być stosowane jako środek zapobiegawczy. Miejmy nadzieję, że świadomość nas wszystkich odnośnie antybiotyków będzie lepsza. Dzięki wspólnemu, odpowiedzialnemu działaniu będziemy w stanie wpłynąć na ten problem, który dotyczy ludzi na całym świecie. Ważne jest świadome wybieranie produktów z hodowli, które są pozbawione antybiotyków. Pacjenci muszą zdawać sobie również sprawę z tego, że antybiotyków nie można stosować w dowolnych sytuacjach. Ich dawkowanie musi być ściśle ustalone przez lekarza i do tych zaleceń należy się stosować.
Według Światowej Organizacji Zdrowia w 2050 roku w wyniku zakażeń bakteriami lekoopornymi zginie około 10 milionów ludzi na całym świecie. Naukowcy cały czas próbują stworzyć leki, które będą wstanie się im przeciwstawić jednak brak jest wystarczającej liczby “słabych punktów”, które można by było zaatakować. Przez ostatnie 20 latach powstały tylko 2 grupy antybiotyków. Podczas wielu badań laboratoryjnych wiele antybiotyków wykazuje działanie antybakteryjne, to tylko 1 procent z nich może być zastosowanych w formie leku. W tej chwili firmy farmaceutyczne starają się poszukiwać innych sposobów walki z bakteriami. Związane jest to z bardzo wysokimi kosztami opracowywania nowych leków. Dla przykładu w 1991 roku koszty te wynosiły 250 milionów dolarów, a 2003 już około 800 milionów dolarów. Jedną z nowych metod jest modyfikacja obecnych antybiotyków, które określane są jako antybiotyki inteligentne. Naukowcy jednej z uczelni w Stanach Zjednoczonych postanowili w różnych konfiguracjach połączyć cząsteczki tworzących makrolidy. W wyniku takiego działania powstało już około 300 nowych substancji, które nie są antybiotykami, a więc nie są rozpoznawane przez bakterie. W połączeniu z nanotechnologią, która pozwala na wprowadzenie konkretnych substancji w konkretne miejsce, może to być wielki przełom jeżeli chodzi o problem lekooporności.Bakterie antybiotykooporne bardzo często obecne są w szpitalach. Aby zapobiec ich rozprzestrzenianiu się bardzo ważne jest przestrzeganie pewnych zasad. Bardzo ważne jest aby po wizytach w szpitalach czy przychodniach dokładnie myć ręce, ponieważ bakterie te często bytują również na tych częściach ciała. Pozostając w temacie antybiotykooporności warto wspomnieć o ostatnim odkryciu. Jak się okazuje pewne bakterie mogą separować antybiotyk, tak aby stwarzać innym bakteriom warunki do rozwoju. Bakterie, które najbardziej zbliżały się do bakterii wchłaniały największe ilości antybiotyki, aby pozostałe nie były narażone na jego działanie. Cały czas prowadzi się również badania nad samymi antybiotykami, tak aby były one możliwie najbezpieczniejsze z punktu widzenia pacjenta, a jak najbardziej szkodliwe dla bakterii. Na skutek stosowanych antybiotyków może dochodzić do pojawienia się różnych skutków ubocznych. Jedne są mniej groźne inne mogą stanowić zagrożenie dla zdrowia oraz życia. Ostatnio w Stanach Zjednoczonych ogłoszono, że antybiotyki z grupy fluorochinolonów mogą zwiększać ryzyko uszkodzenia tętnic. Takie uszkodzenia mogą prowadzić do groźnego dla życia krwawienia. Jak widzimy świadomość społeczeństwa odnośnie stosowania antybiotyków jest bardzo ważna. Brak jej może prowadzić do bardzo poważnych konsekwencji dla wielu ludzi. Warto jest więc sięgać po antybiotyki jeśli naprawdę jeśli jest to konieczne, a nie jako leki stosowane w pierwszej kolejności na niegroźne przeziębienia. Rozwiązaniem tego problemu mogą być różnego rodzaju kampanie jak chociażby ta wspomniana w artykule, które w prosty sposób wyjaśnią, jakie ryzyko grozi na skutek nieprawidłowego stosowania antybiotyków. Jak pokazały wspomniane przeze mnie badania wiedza Polaków odnośnie tych leków jest wciąż niewielka i trzeba to jak najszybciej zmienić.Naukowcy odkryli, że związek, pozyskiwany z warzyw liściastych, przyspiesza gojenie ran i może przywrócić skuteczne działanie antybiotyków. Związek 3,3-diindolilometan (DIM) powstaje podczas procesu trawienia indolo-3-karbinolu, obecnego w warzywach kapustnych, takich jak brokuły, brukselka, kapusta i jarmuż. Indolo-3-karbinol jest wytwarzany z glukobrassycyny i mirozynazy podczas gotowania lub przeżuwania zielonych warzyw, takich jak brokuły, jarmuż, szpinak i kalafior. Podczas procesu trawienia w żołądku indolo-3-karbinol jest rozkładany do 3,3-diindolilometanu. Jak się okazuje po zabiegu z wykorzystaniem wspomnianego DIM, bakterie takie jak Acinetobacter baumannii i Pseudomonas aeruginosa były hamowane odpowiednio o 65 i 70 procent. Jak donoszą naukowcy z Uniwersytetu Rockefellera syntetyczny antybiotyk może pomóc odwrócić los patogenów lekoopornych. Z wyjątkiem penicyliny i kilku innych związków pochodzących od grzybów, większość antybiotyków została najpierw wykorzystana przez bakterie do zwalczania innych bakterii. Naukowcy z Uniwersytetu Waszyngtońskiego w St. Louis i Uniwersytetu Hawajskiego opracowali kandydata na nowy antybiotyk, produkowany przez bakterie glebowe znane jako Lentzea flaviverrucosa. Ma ona niezwykłą biologię, koduje niezwykłą enzymologię, napędza produkcję nowych związków chemicznych. Według nowego badania przeprowadzonego w Szwecji na ponad 40 tysięcy pacjentów, przyjmowanie antybiotyków może zwiększać ryzyko zachorowania na raka okrężnicy o pięć do dziesięciu lat. Okazało się, że prawdopodobieństwo zachorowania na raka okrężnicy u osób, które przyjmowały antybiotyki przez ponad sześć miesięcy było o prawie jedną piątą wyższe niż u tych, które ich nie zażywały. Antybiotyki zaburzają mikroflorę jelitową, co powoduje, że szkodliwe bakterie takie jak: Escherichia coli i Klebsiella pneumoniae nie są zwalczane przez dobre drobnoustroje. To z kolei może nasilać stan zapalny w okrężnicy i reaktywować substancje chemiczne, które mogą uszkadzać DNA i w ten sposób powodować nowotwory. Dodatkowo wewnętrzna wyściółka jelita może wtedy stać się bardziej przepuszczalna, umożliwiając bakteriom przenikanie do ścian okrężnicy i łączenie się w śluzowate struktury zwane biofilmami. Ponadto okazuje się, że przyjmowanie takich leków przez kobiety w średnim wieku pogarsza ich zdolności poznawcze w kolejnych latach. Przeanalizowano informacje dotyczące stosowania antybiotyków oraz wyniki testów poznawczych zebrane kilka lat później, porównując uczestniczki, które przyjmowały antybiotyki przez różne okresy czasu z tymi, które nie przyjmowały takich leków wcale. Choć wyniki badań wskazują jedynie na związek między stosowaniem antybiotyków, a pogorszeniem funkcji poznawczych, naukowcy uważają, że ich przyczyną mogą być zmiany w mikrobiomie jelitowym spowodowane długotrwałym stosowaniem antybiotyków. Już wcześniejsze badania naukowe sugerowały, że istnieje związek między prawidłową florą jelitową a zdrowiem psychicznym.Oporność na środki przeciwdrobnoustrojowe jest obecnie jednym z głównych globalnych problemów zdrowotnych. Według WHO to jedno z 10 największych zagrożeń dla zdrowia, z którymi będziemy się zmagać w niedalekiej przyszłości. Niestety w naszym kraju problem odnośnie przyjmowania antybiotyków w sytuacjach, które tego nie wymagają wciąż jest na porządku dziennym.Moim zdaniem wiedza Polaków odnośnie antybiotyków powinna być na zdecydowanie wyższym poziomie, ponieważ jak wspomniałem są one przez nasze społeczeństwo stosowane bardzo często niewłaściwie. Przeprowadzone jakiś czas temu badania wśród naszych obywateli pokazują, że około 40 procent z nich uważa, że są one skutecznym lekiem w przypadku infekcji wirusowych. To pokazuje, jak niska jest świadomość Polaków odnośnie antybiotykoterapii. Co czwarta osoba w Unii Europejskiej sięga po nie podczas zwykłego przeziębienia. Jest to bardzo niebezpiecznie postępowanie ponieważ zwiększa ryzyko powstawania lekoopornych szczepów bakterii, które stanowią bardzo duże zagrożenia dla zdrowia oraz życia. Innym problemem jest również to, że antybiotyki nie są stosowane do końca terapii, zgodnie z zaleceniami lekarzy. Bardzo często dochodzi do sytuacji, że w przypadku ustąpienia uciążliwych objawów odstawia się te leki. Wśród pewnych czynników, za które uważa się powstanie antybiotykoopornych szczepów bakteryjnych jest wzrost zanieczyszczenia środowiska bakteriami kałowymi, które jak się okazuje dużo lepiej radzą sobie z lekami, niż inne bakterie. Okazało się, że obecność specyficznego dla bakterii obecnych w ludzkim kale wirusa - bakteriofaga "crAssphage” ma silny związek z pojawianiem się genów oporności na antybiotyki w próbkach pobranych ze środowiska. Jak się okazuje w znacznej większości przypadków szczepy CPE czyli pałeczek bytujących w jelitach, które nabyły oporność na większość antybiotyków. Zwykle nie wywołują one objawów zakażenia dopóki nie dojdzie do obniżenia odporności na skutek np. chemioterapii przeciwnowotworowej.Obecnie co roku umiera 700 tysięcy pacjentów w wyniku zakażeń tymi groźnymi bakteriami.