Kombinácia antibiotík a probiotík môže zabíjať superbugy
Inovatívny prístup využíva biokompatibilný materiál na zapuzdrenie probiotických baktérií a kombinuje ich s antibiotikami na zvládnutie infekcií rezistentných na liečbu.
Každý rok sa u viac ako 2 miliónov ľudí v Spojených štátoch objaví infekcia, ktorá je rezistentná na liečbu, a na následky toho zomrie približne 23 000 ľudí.
Tieto štatistiky podnietili Centers for Disease Control and Prevention (CDC), aby považovali rezistenciu voči liekom za „jednu z najväčších výziev v oblasti verejného zdravia našej doby“.
Vedci sa preto usilovne snažia vyvinúť dômyselné spôsoby riešenia takzvaných superbugov - baktérií, ktoré sa stali imunnými voči antibiotickej liečbe.
Vedci v poslednej dobe pridávajú do svojho arzenálu proti superbugom probiotiká. Probiotiká sú prospešné baktérie nachádzajúce sa v potravinách, ako sú jogurty, kefíry, kyslé uhorky alebo miso polievka.
Napríklad len pred mesiacom štúdia naznačila, že iba pravidelné užívanie probiotík môže znížiť potrebu antibiotík, a tak pomôcť potlačiť krízu rezistencie na lieky.
Vedci teraz pomocou probiotík vytvorili „zabijakovú“ kombináciu, ktorá zničila dva kmene baktérií rezistentných na liečbu.
Dvomi spoluriešiteľmi a zodpovedajúcimi autormi štúdie sú Ana Jaklenec, vedecká pracovníčka z Kochovho inštitútu pre integrovaný výskum rakoviny na Massachusetts Institute of Technology v Cambridge v MA a Robert Langer, profesor ústavu Davida H. Kocha na MIT. .
Zhihao Li je prvým autorom príspevku, ktorý je teraz uverejnený v časopise Pokročilé materiály.
Používanie alginátu na zapuzdrenie probiotík
Prvý autor štúdie vysvetľuje problém riešenia probiotík rezistentných voči antibiotikám.
Na jednej strane hovorí, že probiotiká boli pri aplikácii na rany do istej miery úspešné v boji proti baktériám. Probiotiká však zvyčajne nestačia na zničenie všetkých baktérií nájdených pri infekcii rany.
Na druhej strane, hovorí Li, pridanie antibiotika do zmesi by zabilo príliš veľa baktérií, vrátane prospešných probiotík.
Li a kolegovia sa teda rozhodli nájsť riešenie tak, že probiotiká uzavrú do obalu, ktorý ich ochráni pred zničením antibiotikom. Na návrh škrupiny zvolili materiál zvaný alginát.
Alginát vynikal medzi výskumníkmi ako dobrá voľba z dvoch hlavných dôvodov. Po prvé, je to súčasť biofilmu, ktorý baktérie prirodzene tvoria, keď sa snažia chrániť pred antibiotikami. Po druhé, lekári už túto zložku používajú pri liečbe rán.
"Pozreli sme sa na molekulárne zložky biofilmov a zistili sme, že pri infekcii pseudomonádami je alginát veľmi dôležitý pre svoju odolnosť voči antibiotikám," hovorí Li. "Zatiaľ však nikto nevyužil túto schopnosť na ochranu dobrých baktérií pred antibiotikami."
Kombinácia „vykorenených“ superbugov
Pre svoju štúdiu si Li a kolegovia vybrali probiotikum zložené z troch kmeňov Baktérie Lactobacillus - druh baktérií, ktoré môžu zabíjať meticilín-rezistentný Staphylococcus aureus (MRSA).
Vedci kombinovali probiotiká s antibiotikom tobramycínom, o ktorom je známe, že zabíja Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa).
Potom Li a kolegovia aplikovali probiotiká potiahnuté alginátom spolu s tobramycínom MRSA a P. aeruginosa v Petriho miske. Kombinácia podľa Jaklenca „úplne vyhubila“ baktérie rezistentné na ošetrenie.
"Bol to dosť drastický efekt," dodáva spoluautor. Naopak, keď vedci znovu vytvorili experiment bez alginátového povlaku, antibiotiká zabili probiotiká, čo následne ušetrilo MRSA baktérie.
"Keď sme práve použili jednu zložku, buď antibiotiká alebo probiotiká, nemohli by vyhubiť všetky patogény," uvádza Li. "To je niečo, čo môže byť veľmi dôležité v klinickom prostredí, kde máte rany s rôznymi baktériami a antibiotiká nestačia na zabitie všetkých baktérií."
Vedci dúfajú, že ich prístup vyrieši krízu rezistencie na lieky a plánujú ju otestovať na zvieratách a ľuďoch.
„V súčasnosti existuje toľko baktérií, ktoré sú odolné voči antibiotikám, čo predstavuje vážny problém pre ľudské zdravie. Myslíme si, že jedným zo spôsobov, ako s nimi zaobchádzať, je zapuzdriť živé probiotikum a nechať ho, nech si robí svoju prácu, “hovorí Jaklenec.
„Dobrá vec na algináte je, že je to [U.S. Food and Drug Administration] - schválené a probiotikum, ktoré používame, je tiež schválené, “dodáva Li.
"Myslím si, že probiotiká môžu byť niečím, čo môže v budúcnosti spôsobiť revolúciu v liečbe rán." Našou prácou sme rozšírili aplikačné možnosti probiotík. “
Zhihao Li
