Shrnutí vzniku a mechanismu rezistence vůči těžkým kovům

Bakteriální rezistence představuje závažný globální problém pro lidskou populaci, nejvíce v oblasti zdravotnictví ¹. Týká se všech hlavních bakteriálních patogenů, které se snadno šíří pomocí kapénkové infekce ². V dnešní době se napříč odbornou zdravotnickou veřejností diskutuje o antibiotické rezistenci jako o zásadním problému. V posledních letech probíhá výzkum léčiv alternativních k dosud využívaným antibiotikům ³. Antimikrobiální účinky kovů jsou známé již z minulosti a díky moderním technikám na bázi nanotechnologie je možné vytvářet jejich nanočástice, čímž je dosaženo zvýšené antimikrobiální aktivity ⁴. Nanočástice se díky svým velmi malým rozměrům a velkou aktivní plochou ve srovnání s běžnými částicemi kovů snáze distribuují v lidském organismu ⁵. Pro udržení funkčnosti těchto léčiv po co nejdelší dobu je nutné zahájit výzkum zabývající se vznikem bakteriální rezistence vůči iontům těžkých kovů. Výzkum vychází ze základních poznatků, jako princip vstupu kovu do buňky a mechanismus, kterým kov buňku eliminuje ⁶. Dalším cenným zdrojem informací jsou poznatky z oboru ekologie, kde bylo vynaloženo velkých prostředků na výzkum bakteriálních kmenů v oblastech znečištěných těžbou kovů apod. Antibiotická i kovová rezistence jsou obě geneticky podmíněné, jejich informace je uložena v některé z buněčných částí. Geny uložené v chromosomech, plasmidech nebo transpozomech kódují rezistenci vůči specifickému kovu ⁷. Většina kovů však esenciálních není a jsou pro bakterie potenciálně toxické. Při vysoké koncentraci jsou i esenciální kovy pro buňku toxické a mohou narušovat cytoplazmatickou membránu ⁸.

1. Paterson G. K., Harrison E. M., Holmes M. A.: Trends in Microbiology, 22, 42 (2014).
2. O'Grady K. A. F., Whiley D. M., Torzillo P. J., Sloots T. P., Lambert S. B.: Bmc Infectious Diseases, 13, (2013).
3. Rasool R., Hasnain S., Nishat N.: Designed Monomers and Polymers, 17, 217 (2014).
4. Magdolenova Z., Collins A., Kumar A., Dhawan A., Stone V., Dusinska M.: Nanotoxicology, 8, 233 (2014).
5. Kanmani P., Rhim J. W.: Food Chemistry, 148, 162 (2014).
6. Passow H., Rothstein A.: Journal of General Physiology, 43, 621 (1960).
7. Altimira F., Yanez C., Bravo G., Gonzalez M., Rojas L. A., Seeger M.: Bmc Microbiology, 12, (2012).
8. Gutteridge J. M. C., Halliwell B.: Trends in Biochemical Sciences, 15, 129 (1990).
9. Rouch D. A., Lee B. T. O., Morby A. P.: Journal of Industrial Microbiology, 14, 132 (1995).
10. Nakahara H., Ishikawa T., Sarai Y., Kondo I., Kozukue H., Silver S.: Applied and Environmental Microbiology, 33, 975 (1977).
11. Marques A. M., Congregado F., Simonpujol D. M.: Journal of Applied Bacteriology, 47, 347 (1979).
12. Harnett N. M., Gyles C. L.: Applied and Environmental Microbiology, 48, 930 (1984).
13. Belliveau B. H., Starodub M. E., Trevors J. T.: Canadian Journal of Microbiology, 37, 513 (1991).
14. Wang Y. T., Shen H.: Journal of Industrial Microbiology, 14, 159 (1995).
15. Silver S., Ji G. G.: Environmental Health Perspectives, 102, 107 (1994).
16. Harnett N. M., Gyles C. L.: Applied and Environmental Microbiology, 48, 930 (1984).
17. McEntee J. D., Woodrow J. R., Quirk A. V.: Applied and Environmental Microbiology, 51, 515 (1986).
18. Schwarz S., Blobel H.: Journal of Veterinary Medicine Series B-Zentralblatt Fur Veterinarmedizin Reihe B-Infectious Diseases and Veterinary Public Health, 36, 669 (1989). 19. Nies D. H., Silver S.: Journal of Industrial Microbiology, 14, 186 (1995).
20. Schreurs W. J. A., Rosenberg H.: Journal of Bacteriology, 152, 7 (1982).
21. Nieboer E., Richardson D. H. S.: Environmental Pollution Series B-Chemical and Physical, 1, 3 (1980).
22. Nies D. H.: Applied Microbiology and Biotechnology, 51, 730 (1999).
23. Silver S., Walderhaug M.: Microbiological Reviews, 56, 195 (1992).
24. Misra T. K., Brown N. L., Fritzinger D. C., Pridmore R. D., Barnes W. M., Haberstroh L., Silver S.: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America-Biological Sciences, 81, 5975 (1984).
25. Ji G. Y., Silver S.: Journal of Industrial Microbiology, 14, 61 (1995).
26. Bagg A., Neilands J. B.: Biochemistry, 26, 5471 (1987).
27. Braun V., Gunter K., Hantke K.: Biology of Metals, 4, 14 (1991).
28. Cervantes C., Silver S., Inorganic cation and anion transport-systems of Pseudomonas, Amer Soc Microbiology, Washington, 1990.

PDF