Kofein a resistence na antibiotika

Nedávný laboratorní experiment ukázal, že kofein může zvyšovat rezistenci Escherichia coli vůči antibiotikům. Zda se tento objev vztahuje i na skutečné infekce u lidí, zatím není známo. Studie naznačila, že kofein může některým bakteriím pomoci udržet antibiotika mimo jejich buňky, což potenciálně snižuje terapeutické účinky těchto léků. Odborníci však říkají, že zatím není jasné, jak by se tento efekt mohl projevit u lidí, takže konzumenti kofeinu zatím nemusí panikařit. Na studii se podíleli vědci z univerzit ve Würzburgu, Mnichově, Tűbingenu, Heidelbergu a švédském Umeå.

Vědci již desítky let vědí, že bakterie se dokáží chránit tím, že „odsávají“ škodlivé látky prostřednictvím speciálních transportních proteinů ve svých vnějších vrstvách, a tato schopnost jim pomáhá odolávat účinkům léků, které by je jinak zabily. Nebylo však jasné, jak bakterie mění aktivitu genů stojících za těmito transportními proteiny v reakci na molekuly, se kterými se setkají.

Mnoho chemikálií vyvolává změny v genech

Aby se dozvěděli více, testovali vědci, jak běžná střevní bakterie Escherichia coli (E. coli) reagovala na 94 různých chemických sloučenin, včetně antibiotik a aspirinu, a také na produkty produkované ve střevě, jako jsou sekundární žlučové kyseliny. Zaměřili se také na malé molekuly obsažené v běžných potravinách, jako je např. vanilin (sloučenina, která dodává vanilce její chuť a vůni) a kofein.

Jejich studie, publikovaná 22. července 2025 v časopise PLOS Biology (Systematic screen uncovers regulator contributions to chemical cues in Escherichia coli | PLOS Biology), ukázala, že mnoho různých chemikálií může vyvolat změny v genech souvisejících s bakteriálním transportem, a tím potenciálně ovlivnit jejich reakci na antibiotika.

U gramnegativních bakterií (mají buněčnou stěnu tvořenou lipopolysacharidovou vrstvou překrytou ještě vnější membránou) je příjem a export široké škály molekul, včetně antibiotik, usnadněn proteiny zvanými poriny a transportními mechanizmy zvanými efluxní pumpy. Vzhledem k jejich roli v regulaci propustnosti vnější a vnitřní membrány pro malé molekuly jsou tyto transportní mechanismy přísně řízeny na transkripční a posttranskripční úrovni. Vědci zkoumali transkripční regulaci tří významných transportních genů v Escherichia coli. Třetina ze všech 94 testovaných sloučenin spustila transkripční změny, z nichž většina byla dříve neznámá. Byly odhaleny hlavní faktory ovlivňující regulaci transportu v E. coli: např. bakteriostatická, ale nikoli baktericidní antibiotika spouštějí funkci efluxních pump a k zhruba třetině všech naměřených transkripčních změn přispívá jeden z regulátorů transkripce zvaný Rob, čímž se stává významnějším regulátorem transportu, než se dříve myslelo. Nálezy studie demonstrují vědci na vlivu široce konzumovaného kofeinu na E. coli.

Kofein snižuje produkci transportního proteinu v buňkách E. Coli

Například bylo zjištěno, že kofein snižuje produkci transportního proteinu zvaného OmpF, který pomáhá dostat běžná antibiotika – jako je ciprofloxacin a amoxicilin – do membrán nebo vnitřností bakteriálních buněk. Takže teoreticky: s menším množstvím proteinu OmpF se antibiotika nemohou tak snadno dostat ke svým cílům v buňkách, což je činí méně účinnými.

Toto zjištění však zatím nemusí konzumenty kávy znepokojovat – existuje mnoho potenciálních proměnných, které dosud nebyly prozkoumány.

Andrew Edwards, profesor molekulární mikrobiologie na Imperial College London, říká, že „z této studie neplynou žádné důkazy o tom, že by pití kávy ovlivnilo reakci člověka na antibiotika, a nikdo zatím nemusí měnit svůj režim užívání.“ Edwards, který se na studii nepodílel, uvedl, že striktně doporučuje, aby lidé, kterým jsou antibiotika předepsána, dodržovali pokyny svého lékaře a pokyny, které jsou součástí léku.

Adaptabilní mikroby

Ve studii se vědci zabývali tím, jak sedm genů zapojených do transportu uvnitř E. coli reaguje na různé chemikálie. Z 94 testovaných látek 28 změnilo aktivitu těchto genů. Mezi chemikálie, které měly vliv, patřil kofein, herbicid paraquat a určité třídy antibiotik, jako jsou tetracykliny a makrolidy. Vliv měly také léky blokující kyselinu listovou, které se používají k léčbě některých druhů rakoviny a zánětlivých onemocnění, a salicyláty, široká třída léků, která zahrnuje aspirin. „Tato studie přispívá k rostoucímu uznání, že bakterie dokážou vnímat a reagovat na řadu různých podnětů… které všechny mohou ovlivnit citlivost mikroba na antibiotika,“ řekl Edwards.

Třetina chemicky vyvolaných genetických změn se týkala proteinu Rob, který zapíná nebo vypíná geny vazbou na specifické sekvence DNA. Zjištění naznačují, že Rob hraje větší roli v adaptaci E. coli na prostředí, než se dříve myslelo.

Prozatím však stále není jasné, jak přesně kofein mění genovou aktivitu v E. coli, nebo jak interaguje s Robem na molekulární úrovni. Vědci navíc zatím nevědí, zda se účinky pozorované v laboratorních experimentech projevují stejným způsobem i během skutečných infekcí u lidí.

Další výzkum je nutný, nepanikařte

Ve studii vědci zjistili, že schopnost kofeinu ovlivňovat fungování antibiotik se vztahovala i na kmen E. coli odebraný od skutečného pacienta s infekcí močových cest. Tento laboratorní experiment naznačuje, že vliv kofeinu na bakterie by mohl mít důležité důsledky pro lidské zdraví – ale to bude třeba potvrdit v budoucím výzkumu. Ten by se mohl zaměřit i na mikroby mimo E. coli a zjistit, jak jiné bakterie v průběhu času upravují své transportéry. Důležité však je, že v tomto okamžiku se stále zdá velmi nepravděpodobné, že by konzumace kofeinu vedla k obtížně léčitelné infekci. Studie je zajímavá, ale pro konzumenty kofeinu není důvodem k obavám, říkají vědci.

Zdroje: Caffeine may help bacteria resist antibiotics, study finds | Live Science, Systematic screen uncovers regulator contributions to chemical cues in Escherichia coli | PLOS Biology

Chemický vzorec kofeinu (zdroj Wikimedia commons, autor NEUROtiker, Volné dílo)