του Χρήστου Τσαγκάρη,

Η επιδημία του κορωνοϊού (NCoViD-19) βρίσκεται στο προσκήνιο τις τελευταίες εβδομάδες, επισκιάζοντας μία υφέρπουσα αλλά εξίσου επίφοβη επιδημία, την αντοχή στα αντιβιοτικά. Πρόκειται για την αντοχή των βακτηρίων σε πολλά ή ακόμα και όλα τα αντιβιοτικά, η οποία αποκτά ολοένα και μεγαλύτερες διαστάσεις στην Ευρώπη, αποτελώντας μείζον πρόβλημα στο χώρο της Δημόσιας Υγείας.

Η αντοχή στα αντιβιοτικά είναι αποτέλεσμα της έκθεσης σε αυτά. Τα βακτήρια είναι οργανισμοί ζωντανοί και έξυπνοι που νοιάζονται για την επιβίωση τους. Σε βάθος χρόνου και σε επίπεδο πληθυσμού προσαρμόζονται, μεταβάλλοντας τις μορφολογικές και λειτουργικές αδυναμίες τους στις οποίες στοχεύουν τα αντιβιοτικά. Η αντοχή είναι φυσικό επακόλουθο της ενδεδειγμένης θεραπευτικής χρήσης των αντιβιοτικών. Γιγαντώνεται, όμως, εξαιτίας της άσκοπης χρήσης των αντιβιοτικών.

Η ευθύνη της άσκοπης χρήσης βαραίνει τόσο τους επαγγελματίες Υγείας, όσο και τους ασθενείς. Η χορήγηση ισχυρών αντιβιοτικών εκτός ενδείξεων, η διακοπή της θεραπείας λόγω της ύφεσης των συμπτωμάτων, αλλά και η προσφυγή μικρών και μεγάλων στην αντιβίωση για να προλάβουν την ίωση είναι μικρά και καθημερινά ολισθήματα σε ατομικό επίπεδο. Σε συλλογικό επίπεδο, ωστόσο, προδίδουν τα μυστικά της θεραπευτικής μας τέχνης στους μικροοργανισμούς που προετοιμάζονται για να τα αντιμετωπίσουν.

Από την ανακάλυψη της πενικιλίνης, που κρατήθηκε μυστική στον Β’ Παγκόσμιο Πόλεμο και αξιοποιήθηκε στη φροντίδα των τραυματιών πολέμου έως σήμερα, μεσολαβεί ένα κενό έξι δεκαετιών. Στο διάστημα αυτό τα αντιβιοτικά έγιναν ευρέως γνωστά και προσιτά. Σε πολλές χώρες, ανάμεσα στις οποίες και η Ελλάδα, έγιναν προσβάσιμα σε τέτοιο βαθμό που καθένας μπορεί να αγοράσει και να χρησιμοποιήσει τα περισσότερα κατά βούληση. Τα αντιβιοτικά έγιναν δημοφιλή χάρη στην αδιαμφισβήτητη αποτελεσματικότητά τους, αλλά και τις χαμηλές τους τιμές. Το ευνοϊκό για τον καταναλωτή κόστος, εντούτοις, αποδείχθηκε κατά κάποιο τρόπο και αχίλλειος πτέρνα τους.

Από το 1960 έως και πριν λίγα χρόνια, δεν παρήχθη κανένα νέο αντιβιοτικό. Το βάρος της έρευνας έπεσε στην καταπολέμηση του καρκίνου και των μεταβολικών νοσημάτων, πεδίων εξόχως σημαντικών αλλά και περισσότερο κερδοφόρων. Στον χώρο των αντιβιοτικών, η παραγωγή βελτιωμένων εκδόσεων – «γενιών» των υπαρχόντων φαρμάκων κατάφερε να συντηρήσει το γόητρο τους μέχρι τις αρχές του 21ου πρώτου αιώνα.

Τότε η πλάστιγγα στον πόλεμο κατά των λοιμώξεων άρχισε να γέρνει υπέρ των εισβολέων. Πολυνοσηλευόμενοι ασθενείς άρχισαν να εμφανίζουν λοιμώξεις που απαιτούσαν δραστικότερη θεραπεία. Τα τελευταία χρόνια αναφέρονται συχνά περιπτώσεις ασθενών με πόλυ- ή ακόμα και πανανθεκτικά βακτήρια. Ο συνδυασμός αντιβιοτικών – γνωστός στην ιατρική καθομιλουμένη και ως «κοκτέιλ» – αποτέλεσε και αποτελεί μία επιπρόσθετη γραμμή άμυνας με ικανοποιητικά αποτελέσματα. Παρόλα αυτά, με τα ισχυρότερα αντιβιοτικά να αποτυγχάνουν έγινε εμφανές ότι το πρόβλημα χρήζει δραστικότερης αντιμετώπισης.

Η βέλτιστη στρατηγική είναι διττή και στηρίζεται αφενός στην υπευθυνότητα και αφετέρου στην ανάπτυξη νέων αντιβιοτικών. Η υπευθυνότητα βασίζεται στην ενημέρωση και ευαισθητοποίηση του ιατρονοσηλευτικού προσωπικού και του κοινού, καθώς και στην αυστηρότερη τήρηση των κατευθυντήριων οδηγιών. Είναι απαραίτητη ούτως ώστε το υπάρχον πρόβλημα να μην επιδεινωθεί. Θα εξακολουθήσει να είναι απαραίτητη όσα καταπληκτικά αντιβιοτικά και αν αναπτυχθούν προκειμένου αυτά να διατηρήσουν το θεραπευτικό τους πλεονέκτημα. Η λύση του υπάρχοντος προβλήματος θα έρθει μαζί με νέα αντιβιοτικά. Η έλευση τους, όμως, καθυστερεί για πολλούς λόγους.

Ένα φάρμακο για να φτάσει από το εργαστήριο στο φαρμακείο θα πρέπει να κάνει τον γύρο του κόσμου, και για αυτό χρειάζεται πολύ περισσότερο χρόνο από ογδόντα ημέρες. Αν φανταστούμε κάθε βακτήριο σαν ένα κάστρο και αν υποθέσουμε ότι γνωρίζουμε ήδη την κατασκευή του, θα πρέπει να εξετάσουμε εκατοντάδες μεθόδους εισβολής. Μία κατηγορία ουσιών μπορεί να αδρανοποιεί μία πρωτεΐνη απαραίτητη για την αναδόμηση του τοιχώματος των βακτηρίων. Μία άλλη μπορεί να δημιουργεί ρήγματα στο τείχος και μία ακόμα μπορεί να εμποδίζει την ανταλλαγή θρεπτικών συστατικών με το εξωτερικό περιβάλλον. Πρέπει να διαλέξουμε μία κατηγορία ουσιών. Από αυτήν πρέπει να διαλέξουμε την ουσία που θα αφαιρεί τον ακρογωνιαίο λίθο του τείχους, ή την ουσία που θα αδρανοποιεί την κύρια ρυθμιστική πρωτεΐνη της αναδόμησης του κυτταρικού τοιχώματος της πλειονότητας των βακτηρίων ή την ουσία που θα εμποδίζει την ανταλλαγή των πιο σημαντικών συστατικών.

Αφού επιλέξουμε την ουσία, οφείλουμε να τη δοκιμάσουμε εξαντλητικά σε ζώα και σε ανθρώπους. Παρότι η χρήση πειραματόζωων και οι κλινικές δοκιμές προσφέρονται για συζήτηση, αποτελούν προϋπόθεση sine qua non για την διάθεση ενός φαρμάκου στον γενικό πληθυσμό. Με τα υπάρχοντα μέσα είναι ο μόνος τρόπος για να διασφαλιστεί η ασφάλεια και ακολούθως να εξεταστεί η αποτελεσματικότητα ενός νέου φαρμάκου. Όλα τα φάρμακα άλλωστε ελέγχονται και δοκιμάζονται και μετά την ελεύθερη διάθεση τους. Η αναφορά ανεπιθύμητων ενεργειών που δεν έχουν παρατηρηθεί προηγουμένως μπορεί να οδηγήσει ανά πάσα στιγμή στον περιορισμό της χορήγησης ή και την απόσυρση τους. Είναι πρόσφατο, άλλωστε, το παράδειγμα δημοφιλούς φαρμάκου (ρανιτιδίνη- zantac και γενόσημα -) κατά της δυσπεψίας που ανακλήθηκε όταν χαρακτηρίστηκε καρκινογόνο μετά από δύο δεκαετίες κυκλοφορίας. Η διαδικασία αυτή απαιτεί την συνεργασία εργαστηρίων, κλινικών και βιομηχανικών φορέων, διαρκεί τουλάχιστον δέκα με δεκαπέντε χρόνια και κοστίζει εκατομμύρια αν όχι δισεκατομμύρια.

Με το πρόβλημα της αντοχής να γίνεται ολοένα και πιο πιεστικό, οι οικονομικές αναστολές μειώνονται, αλλά ο χρόνος παραμένει εχθρικός. Δεκαπέντε χρόνια είναι πάρα πολλά για τους ασθενείς που νοσούν σήμερα και μπορούν να πεθάνουν αβοήθητοι μέσα στις επόμενες εβδομάδες. Η διαδικασία χρειάζεται – εύλογα – να συντομευθεί χωρίς ωστόσο να πάψει να εγγυάται – κατά το δυνατόν – την ασφάλεια και την αποτελεσματικότητα των νέων φαρμάκων.

Τα σύγχρονα προβλήματα απαιτούν σύγχρονες λύσεις. Η τεχνητή νοημοσύνη (artificial intelligence) και η μηχανική μάθηση (machine learning) αναμένεται να συμβάλλουν καθοριστικά στην επίσπευση των διαδικασιών παραγωγής νέων αντιβιοτικών. Λογισμικό εκπαιδευμένο να αναγνωρίζει χημικές δομές βλαπτικές για τα βακτήρια μπορεί να επιταχύνει την επιλογή των ουσιών που θα προωθηθούν στο στάδιο των κλινικών δοκιμών. Παράλληλα υπολογιστικά συστήματα μπορούν να επιταχύνουν τη συλλογή και ανάλυση δεδομένων από τις κλινικές δοκιμές δίνοντας το πράσινο φως για την προώθηση των υποψήφιων αντιβιοτικών στους επόμενους σταθμούς του ταξιδιού τους πολύ γρηγορότερα.

Παρότι τα ανωτέρω μπορεί να φαντάζουν πολύ καλά για να είναι αληθινά, πολλά από αυτά έχουν ήδη εφαρμοσθεί. Έκθεση που δημοσιεύθηκε στο κορυφαίο περιοδικό Nature στις 20 Φεβρουαρίου 2019 αναφέρεται στο πρώτο αντιβιοτικό που επελέγη από σύστημα τεχνητής νοημοσύνης. Το halicin, ένα μόριο που επιλέχθηκε ανάμεσα σε 6.000 άλλα πιθανά αντιβιοτικά έναντι του Escherichia Coli από ένα σύστημα τεχνητής νοημοσύνης, αποτελεί το πρώτο παράδειγμα. Παλαιότερα συστήματα τεχνητής μάθησης και νοημοσύνης είχαν χρησιμοποιηθεί επικουρικά.

Η ανακάλυψη του halicin υποδεικνύει, ωστόσο, ότι ένα σύστημα τεχνητής νοημοσύνης και μάθησης μπορεί να χειριστεί επαρκώς τη διαδικασία επιλογής υποψήφιων αντιβιοτικών ουσιών. Η πεποίθηση αυτή στηρίζεται στο γεγονός ότι στη συγκεκριμένη περίπτωση η επιλογή δεν έγινε από έναν αλγόριθμο ικανό να αναζητά επιθυμητά χαρακτηριστικά στερεοχημικής δομής, αλλά από ένα σύστημα που δύναται να αξιολογεί το μηχανισμό δράσης της εκάστοτε στερεοχημικής δομής.

Η επιστήμη προχωρά (γρηγορότερα) σε εποχές κρίσεων και προκλήσεων. Η ανακάλυψη και ανάπτυξη νέων φαρμάκων αποκτά νέες προδιαγραφές στον καιρό της τεχνητής νοημοσύνης και της μηχανικής μάθησης. Ακόμα όμως κι έτσι, καλό είναι να μην ξεχνάμε ότι αντιμετωπίζουμε μικροοργανισμούς παλαιότερους από τον ίδιο τον άνθρωπο – μορφές ζωής που επιβίωσαν σε πείσμα χρόνου και κοσμογονικών αλλαγών χάρη στις ικανότητες προσαρμογής τους. Με αυτές τις ικανότητες δεν αποκλείεται να υπερκεράσουν και τις δυνατότητες της τεχνητής νοημοσύνης. Η υπευθυνότητα που μας δίδαξε η αντοχή στα αντιβιοτικά θα πρέπει να διέπει τόσο τη χρήση των υπαρχόντων, όσο και την αξιοποίηση των νέων φαρμάκων.