Устойчивость к антибиотикам: эффективны 8000 новых комбинаций лекарств
Новое исследование показало, что, вопреки традиционным представлениям медицинского сообщества, комбинации из четырех или пяти препаратов могут быть эффективными при лечении инфекции, вызванной устойчивыми к лечению бактериями.
Устойчивость к антибиотикам или противомикробным препаратам возникает, когда бактерии или вирусы - иногда называемые супербактериями - генетически мутируют и становятся невосприимчивыми к лекарствам.
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) называет это явление «все более серьезной угрозой для глобального общественного здравоохранения, которая требует действий со стороны всех правительственных секторов и общества».
В Соединенных Штатах устойчивость к антибиотикам также является серьезной проблемой для общественного здравоохранения. Ежегодно не менее 2 миллионов человек в США заражаются устойчивой к лечению бактериальной инфекцией, и в результате более 23000 человек умирают.
Теперь исследователи, возможно, придумали стратегию решения этой проблемы. Новое исследование, проведенное учеными из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA), показывает, что сочетание четырех или пяти антибиотиков может оказаться удивительно эффективным в уничтожении или замедлении развития устойчивых к лекарствам бактерий.
Полученные данные противоречат распространенному мнению о том, что такие комбинации лекарств неэффективны или что смешивание разных антибиотиков приводит к тому, что полезные свойства лекарств нейтрализуют друг друга.
Памела Йе, доцент кафедры экологии и эволюционной биологии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, руководила новым исследованием в сотрудничестве с Ван Сэвиджем, профессором экологии, эволюционной биологии и биоматематики Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.
Йе комментирует результаты, говоря: «Существует традиция употреблять только одно лекарство, может быть, два».
«Мы предлагаем альтернативу, которая выглядит очень многообещающей. Мы не должны ограничиваться только одним лекарством или комбинацией двух лекарств в нашем медицинском наборе инструментов. Мы ожидаем, что некоторые из этих комбинаций или более будут работать намного лучше, чем существующие антибиотики ».
Памела Йе
Исследователи опубликовали свои выводы в журнале. npj Системная биология и приложения. Элиф Текин - первый автор статьи.
Открытие 8000 эффективных комбинаций
Команда провела множество экспериментов в лаборатории и разработала математический аппарат, называемый математическим анализом общего взаимодействия компонентов (MAGIC), который позволил им изучить несколько комбинаций лекарств и предвидеть их результаты.
Как объясняет Текин: «Мы думаем, что MAGIC - это универсальный инструмент, который можно применить к другим заболеваниям, включая рак, и во многих других областях с тремя или более взаимодействующими компонентами, чтобы лучше понять, как работает сложная система».
Используя эти инструменты, Текин и его коллеги изучили, как каждая возможная комбинация из четырех и пяти антибиотиков влияет на штамм кишечная палочка. Всего исследователи протестировали 18 278 комбинаций.
Они ожидали, что некоторые из этих комбинаций будут эффективны против бактерий, но, к удивлению, они также обнаружили, что 1676 комбинаций из четырех препаратов и 6443 комбинации из пяти препаратов одинаково эффективны.
«Меня поразило количество эффективных комбинаций, поскольку мы увеличили количество лекарств», - говорит профессор Сэвидж.
С другой стороны, исследователи также обнаружили, что 2331 комбинация из четырех препаратов и 5199 комбинаций из пяти препаратов оказались менее эффективными, чем предполагалось. Используя аналогию, профессор Сэвидж объясняет, почему.
«Некоторые лекарства атакуют клеточные стенки, другие - ДНК внутри», - объясняет он. «Это похоже на нападение на замок или крепость. Сочетание различных методов атаки может быть более эффективным, чем просто один подход ».
«Более многообещающие комбинации антибиотиков»
Майкл Курилла, директор отдела клинических инноваций Национального института здоровья (NIH), комментирует важность результатов в контексте кризиса устойчивости к антибиотикам.
Он утверждает: «Ввиду того, что призрак устойчивости к антибиотикам угрожает вернуть здравоохранение в доантибиотическую эру, возможность более разумного использования комбинаций существующих антибиотиков, которые по отдельности теряют эффективность, приветствуется».
«Эта работа ускорит тестирование на людях многообещающих комбинаций антибиотиков для лечения бактериальных инфекций, с которыми мы плохо подготовлены, чтобы справиться с ними сегодня».
Майкл Курилла
Йе предупреждает, что использование новых результатов лабораторных исследований и превращение их в жизнеспособные методы лечения в клинических условиях, вероятно, займет годы.
