AMR-PLAS: nowe podejście do walki z antybiotykoopornością

W Schleswig-Holstein powstaje nowy, interdyscyplinarny ośrodek badawczy AMR-PLAS, którego celem jest pogłębienie wiedzy na temat plastyczności oporności na antybiotyki u bakterii chorobotwórczych. Projekt realizowany przez Forschungszentrum Borstel i Christian-Albrechts-Universität zu Kiel ma szansę dostarczyć kluczowych narzędzi do walki z narastającym globalnym kryzysem antybiotykooporności.

W artykule
• Założenia i finansowanie projektu AMR-PLAS
• Znaczenie plastyczności oporności na antybiotyki
• Globalny kontekst kryzysu antybiotykooporności
• Mechanizmy genomiczne i niegenomowe adaptacji bakterii
• Rola interdyscyplinarnej współpracy naukowej
• Potencjalne implikacje kliniczne i diagnostyczne

W Schleswig-Holstein powstaje nowy Leibniz-WissenschaftsCampus poświęcony jednemu z najbardziej aktualnych wyzwań współczesnej medycyny – oporności na antybiotyki. Decyzję o jego utworzeniu podjął Senat Leibniz-Gemeinschaft w Berlinie. Nowy ośrodek, działający pod nazwą „Plastizität Antimikrobieller Resistenzen” (AMR-PLAS), rozpocznie działalność w październiku 2026 roku jako wspólna inicjatywa Forschungszentrum Borstel, Leibniz Lungenzentrum (FZB), oraz Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU).

Leibniz-Gemeinschaft przeznaczy na realizację projektu około 1,2 miliona euro w ciągu czterech lat, natomiast kraj związkowy Schleswig-Holstein wesprze inicjatywę dodatkowymi 400 000 euro. Program WissenschaftsCampi ma na celu wzmacnianie strategicznej współpracy pomiędzy instytutami Leibniza a uczelniami, koncentrując się na wybranych obszarach badawczych, takich jak medycyna ewolucyjna rozwijana w regionie Kilonii.

Cel i znaczenie projektu badawczego

Głównym celem projektu AMR-PLAS jest zbadanie zarówno genomowej, jak i niegenomowej plastyczności oporności na antybiotyki u bakteryjnych patogenów chorobotwórczych. Na tej podstawie planowane jest opracowanie nowych, trwałych strategii przeciwdziałania nasilającemu się kryzysowi antybiotykowemu.

Plastyczność AMR oznacza zdolność szczepów bakteryjnych do adaptacji do działania antybiotyków poprzez mechanizmy genetyczne i epigenetyczne. Dzięki tej dynamicznej zdolności przystosowawczej bakterie mogą przetrwać terapię, co prowadzi do rozprzestrzeniania się oporności i wzrostu liczby zakażeń trudnych do leczenia.

Nowy WissenschaftsCampus tworzy unikalne środowisko badawcze, integrujące kompetencje z zakresu genomiki ewolucyjnej drobnoustrojów, patogenomiki gruźlicy, biologii ewolucyjnej, biologii komórki bakteryjnej, badań nad błonami komórkowymi, nauki o danych oraz biologii infekcji.

Prof. Ulrich E. Schaible, dyrektor FZB, podkreśla, że decyzja o finansowaniu potwierdza strategiczne znaczenie badań nad plastycznością AMR jako dotychczas niedostatecznie eksplorowanego, lecz obiecującego kierunku w walce z opornością na antybiotyki.

Globalny kryzys antybiotykooporności

Oporność na antybiotyki stanowi obecnie jedno z największych zagrożeń zdrowia publicznego na świecie. Wieloletnie nadużywanie i niewłaściwe stosowanie leków przeciwbakteryjnych doprowadziło do powstania licznych szczepów bakterii niewrażliwych nawet na antybiotyki ostatniej linii.

Prognozy ekspertów wskazują, że do połowy XXI wieku liczba zgonów związanych z AMR może sięgnąć nawet 50 milionów rocznie na świecie. W obliczu ryzyka nadejścia tzw. ery postantybiotykowej, w której nawet banalne infekcje mogą stać się nieuleczalne, organizacje międzynarodowe wdrażają strategie mające na celu optymalizację stosowania istniejących leków oraz rozwój nowych terapii.

Jak podkreśla prof. Stefan Niemann z FZB, jednym z kluczowych, lecz niedostatecznie uwzględnianych czynników jest właśnie plastyczność AMR wynikająca z szybkiej adaptacji ewolucyjnej bakterii. W praktyce klinicznej prowadzi to do sytuacji, w których rozwijająca się oporność nie jest początkowo wykrywana, co skutkuje niepowodzeniem terapii i dalszym rozprzestrzenianiem się opornych szczepów.

Mechanizmy genomiczne i niegenomowe

Projekt AMR-PLAS koncentruje się na dwóch zasadniczych komponentach plastyczności AMR: genomowej i niegenomowej.

Plastyczność genomowa obejmuje szybkie zmiany w materiale genetycznym bakterii, takie jak mutacje w tzw. hotspotach mutacyjnych czy poziomy transfer genów oporności między drobnoustrojami. Mechanizmy te umożliwiają dynamiczne nabywanie i rozprzestrzenianie cech oporności.

Z kolei plastyczność niegenomowa odnosi się do zdolności bakterii do przetrwania terapii antybiotykowej poprzez zmiany fizjologiczne, metaboliczne lub fenotypowe. Przykłady obejmują desensytyzację komórkową na antybiotyki czy modyfikacje struktury błony komórkowej, które ograniczają penetrację leków.

Badania nad tymi procesami mają kluczowe znaczenie dla zrozumienia mechanizmów adaptacyjnych bakterii i opracowania nowych strategii terapeutycznych.

Perspektywy kliniczne i translacyjne

W centrum zainteresowania projektu znajdują się klinicznie istotne patogeny, w tym tzw. ESKAPE (Enterococcus, Staphylococcus, Pseudomonas i inne) oraz Mycobacterium tuberculosis. Analiza danych z wykorzystaniem bioinformatyki, metod statystycznych i sztucznej inteligencji ma umożliwić opracowanie nowych narzędzi diagnostycznych oraz strategii zarządzania opornością w praktyce klinicznej.

Projekt AMR-PLAS stanowi kontynuację wcześniejszej współpracy CAU i FZB w ramach WissenschaftsCampus EvoLUNG (2016–2024), który koncentrował się na zastosowaniu teorii ewolucji w badaniach nad chorobami płuc. Nowa inicjatywa dodatkowo wzmacnia pozycję regionu Kilonii jako istotnego ośrodka badań nad medycyną ewolucyjną.

Prof. Eckhard Quandt, wiceprezydent CAU ds. badań, podkreśla, że rozwój kolejnego WissenschaftsCampus wzmacnia międzynarodową pozycję regionu oraz jego rolę w inicjatywach badawczych w regionie Morza Bałtyckiego.

Forschungszentrum Borstel, Leibniz Lungenzentrum