Могут ли ученые научиться обходить лекарственную устойчивость супербактерий?
Когда бактерии становятся устойчивыми к лечению антибиотиками, это представляет серьезную угрозу для здоровья, поскольку инфекции становится очень трудно, а иногда и невозможно лечить. Но может ли новая стратегия успешно выявить слабые места супербактерий?
Устойчивость к антибиотикам, определяемая недостаточной восприимчивостью бактерий к лекарствам, которые в противном случае были бы эффективны против них, постоянно становится серьезной проблемой на глобальном уровне, и ученые часто называют это кризисом.
Исследователи работают над поиском решений этого кризиса, предлагая столь же разнообразные стратегии, как использование вирусов, убивающих бактерии, или соединений, полученных из клюквы, для борьбы с устойчивыми к лекарствам бактериями или «супербактериями».
Большинство исследований устойчивости к антибиотикам было сосредоточено на разработке новых фармацевтических соединений или совершенно новых методов лечения, не основанных на известных антибиотиках.
Тем не менее, исследователи, стоящие за новым исследованием Центра устойчивости к антибиотикам Эмори при Медицинской школе Университета Эмори, в Атланте, штат Джорджия, считают, что старые лекарства можно использовать по-новому, чтобы выиграть гонку с супербактериями.
Авторы исследования объясняют, что у многих бактерий есть тип устойчивости, называемый «гетерорезистентностью», который многие исследователи все еще не могут точно определить.
Однако в целом гетерорезистентность относится к феномену, при котором внутри более крупной бактериальной популяции у одной субпопуляции развивается устойчивость к антибиотику (или антибиотикам), на который реагируют другие бактерии в той же популяции.
Более того, поскольку только несколько бактерий в популяции устойчивы к лекарствам, в случае гетерорезистентности врачам может быть трудно обнаружить эти случаи с помощью регулярных лабораторных тестов.
«Мы можем рассматривать гетерорезистентность как« наполовину резистентные »бактерии», - объясняет соавтор исследования Дэвид Вайс, доктор философии. «Когда вы убираете антибиотик, резистентные клетки снова становятся лишь небольшой частью группы. Вот почему их трудно увидеть в тестах, которые обычно используются в больницах, - продолжает он.
Вайс и его коллеги считают, что успешное определение гетерорезистентности может помочь врачам и исследователям определить, какие комбинации антибиотиков будут лучше всего работать в борьбе со смешанной популяцией чувствительных и устойчивых к лекарствам бактерий.
Пока что лабораторные эксперименты и исследования на моделях мышей, которые исследователи представляют в Природная микробиология - предполагают, что этот подход действительно может помочь изменить ситуацию против трудно отслеживаемых бактерий, устойчивых к антибиотикам.
Используете лекарственную устойчивость против бактерий?
В текущем исследовании исследовательская группа проанализировала 104 бактериальных образца (изолята), полученных в рамках Инициативы по многоцентровому грамотрицательному надзору, программы, осуществляемой Центрами по контролю и профилактике заболеваний (CDC), с упором на устойчивость к карбапенемам Энтеробактерии.
Исследователи использовали образцы для идентификации бактерий с множественной лекарственной устойчивостью. Среди их образцов более 85% бактерий показали устойчивость как минимум к двум различным антибиотикам.
Однако Вайс и его коллеги обнаружили, что решение заключается в гетерорезистентности: когда они объединили два антибиотика, к которым бактериальная популяция была устойчива, смесь оказалась более эффективной в уничтожении этой популяции.
Почему? Поскольку в этой популяции с множественной лекарственной устойчивостью разные субпопуляции были устойчивы к разным антибиотикам, а это означало, что разные лекарства могли успешно воздействовать на разные бактерии.
Исследователи также протестировали свой метод на двух изолятах панрезистентных Клебсиелла пневмонии бактерии, одна из которых была получена у пациента, умершего в больнице в 2016 году от заражения супербактериями.
Дело тогда вызвало тревогу, так как это напряжение K. pneumoniae, позже названный Невада-2016, продемонстрировал устойчивость к 26 антибиотикам, включая чрезвычайно сильный препарат колистин.
В лабораторных экспериментах культура Невады-2016 показала гетерорезистентность к двум антибиотикам. Тем не менее, когда исследователи атаковали бактерии комбинацией этих антибиотиков, бактерии исчезли.
Команда также провела несколько тестов на мышах, которых они заразили другим гетерорезистентным и смертельным штаммом вируса. K. pneumoniae, AR0040. Исследователи определили комбинацию лекарств, которая соответствовала гетерорезистентности AR0040, а затем обработали ею мышей, излечив их от опасной инфекции.
«Не выбрасывайте эти наркотики в мусорное ведро»
Более пристальный взгляд на гетерорезистентность может пролить свет на другие аспекты устойчивости к антибиотикам и помочь определить многообещающие способы борьбы с ней.
Идея использования комбинаций антибиотиков для борьбы с устойчивыми бактериями отнюдь не нова, но исследования, подобные нынешнему, проливают новый свет на то, почему и как эта стратегия может быть эффективной.
Таким образом, авторы объясняют в своей статье: «Множественная гетерорезистентность может объяснить значительную долю комбинаций антибиотиков, ранее идентифицированных как синергетические [действующие в унисон]».
Однако, если гетерорезистентность к нескольким антибиотикам объединится в одном бактериальном штамме, Вайс отмечает, что подход в текущем исследовании будет неэффективным.
Тем не менее, на данный момент исследователи намерены продолжить свои эксперименты и посмотреть, насколько успешным может быть их подход в случае других бактерий с гетерорезистентностью.
«Мы говорим: не выбрасывайте эти наркотики в мусорную корзину, они могут пригодиться. Для этого их просто нужно использовать в сочетании с другими ».
Дэвид Вайс, доктор философии
В то время как «мы не можем заранее сказать, какая комбинация будет работать, [поскольку] нет никакой волшебной комбинации», - говорит Вайс, - тестирование бактериальных штаммов для определения эффективных лекарственных смесей «не так уж сильно отличается от тестирования бактериальных штаммов на устойчивость. в любом случае к отдельным антибиотикам », что делает эту стратегию прагматически жизнеспособной.
