Тайна смертельного антибиотика раскрыта спустя 70 лет

05.05.2021 13:14

Тайна смертельного антибиотика раскрыта спустя 70 лет

В вечной гонке вооружений между бактериями и антибиотиками продолжают появляться и развиваться смертоносные супербактерии, устойчивые к наиболее жизненно важным для человечества лекарствам. Это нарастающий кризис, но, к счастью, мы не совсем бессильны против такого бедствия, как устойчивость к антибиотикам.

В медицинских сценариях, когда лечение не помогает пациентам, врачи могут обратиться к так называемым лекарствам последней инстанции.

Эти лекарства могут быть отменены по ряду причин, включая побочные эффекты, факторы стоимости, соображения пациента и многое другое.

В контексте антибиотиков есть дополнительный предлог: мы не хотим, чтобы высокорезистентные бактерии также научились противостоять этим лекарствам, поэтому врачи ограничивают их использование везде, где это возможно.

Колистин - одно из таких лекарств. Один из 17 антибиотиков "резервной группы" в Списке основных лекарственных средств Всемирной организации здравоохранения. Колистин был впервые обнаружен в 1940-х годах и используется как последнее средство против патогенов с множественной лекарственной устойчивостью, таких как Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae и Pseudomonas aeruginosa.

Однако колистин не идеален. Токсичность препарата может вызвать ряд серьезных побочных эффектов, ограничивая уровни дозировки, а в низких дозах он не всегда эффективен для пациентов.

В связи с этим возникает острая необходимость узнать больше о том, как действует колистин. Не только для того, чтобы увидеть, есть ли способы повысить его эффективность, но и, возможно, для спасения самого лекарства: первые признаки устойчивости бактерий к колистину начали проявляться десять лет назад и теперь распространились по всему миру.

"По мере того, как глобальный кризис устойчивости к антибиотикам продолжает ускоряться, колистин становится все более важным средством спасения жизней пациентов, инфицированных супербактериями", - говорит микробиолог Акшай Сабнис из Имперского колледжа Лондона в Великобритании.

"Раскрывая, как работает этот старый антибиотик, мы могли бы придумать новые способы заставить его убивать бактерии еще более эффективно, увеличивая наш арсенал оружия против супербактерий мира".

Как ни странно, для лекарства, которое существует уже более 70 лет, механизмы, с помощью которых колистин в конечном итоге убивает бактерии, оставался в некоторой степени загадочными. До настоящего времени.

В новом исследовании под руководством Сабниса исследователи провели эксперименты с несколькими штаммами бактерий, чтобы изучить, как колистин действует на молекулярном уровне.

Колистин является примером полимиксинового антибиотика, который работает путем связывания с внешней клеточной мембраной грамотрицательных бактерий, в конечном итоге разрушая внешнюю мембрану, а затем внутреннюю мембрану (также известную как цитоплазматическая мембрана).

Таким образом, микробы убиваются - в их телах пробиваются дыры, чтобы они лопались, как воздушные шары.

В этом процессе колистин нацелен на молекулы, называемые липополисахаридами, в бактериальной внешней мембране, но то, как именно антибиотик разрушил внутренний барьер, было менее определенным, поскольку внутренняя мембрана содержит гораздо более низкие уровни липополисахаридов.

Благодаря новым тестам со штаммами E. coli, исследователи подтвердили, что нарушение липополисахаридов также является причиной разрушения внутренней клеточной мембраны, хотя присутствие молекулы там намного меньше.

"Кажется очевидным, что колистин может повредить обе мембраны одинаково, но всегда предполагалось, что колистин повреждает обе мембраны по-разному", - говорит молекулярный микробиолог Энди Эдвардс, старший автор исследования.

"Изменяя количество липополисахаридов во внутренней мембране в лаборатории, а также химически модифицируя его, мы смогли показать, что колистин действительно одинаково проникает в обе бактериальные оболочки - и что это убивает супербактерии".

Что еще более многообещающе, исследователи обнаружили способ увеличить способность колистина разрушать внутреннюю мембрану благодаря экспериментальному антибиотику под названием мурепавадин, который повышает уровень липополисахаридов во внутренних мембранах бактерий.

Гипотетически говоря, сочетание колистина с мурепавадином могло дать бывшим более молекулярным "бычьим глазам" цель, и последующие эксперименты, казалось, подтвердили эту линию рассуждений.

В экспериментах с мышами, инфицированными бактериями P. aeruginosa, лечение колистином или мурепавадином само по себе оказало очень незначительное немедленное воздействие на бактериальную нагрузку у животных, но комбинированная терапия вызвала примерно 500-кратное снижение количества бактериальных колониеобразующих единиц всего за один день.

Хотя мурепавадин - экспериментальный препарат, еще не одобренный для клинического применения у людей, новые результаты указывают на мощный путь вперед - когда старый антибиотик и новый союзник объединяют свои силы против общего врага.

"Ожидается, что комбинация колистина и мурепавадина может повысить низкую лечебную эффективность полимиксиновых антибиотиков, а также может ограничить токсические побочные эффекты, связанные с обоими соединениями, позволяя использовать более низкие дозы препаратов", - пишут авторы в своем исследовании. .

"Регулирование уровней липополисахаридов в цитоплазматической мембране может усилить активность колистина, обеспечивая основу для новых подходов к повышению эффективности этого антибиотика последней инстанции".

Напомним, ранее сообщалось, что американка умерла от инфекции, устойчивой ко всем антибиотикам.

Источник

Редакция: | Карта сайта: XML | HTML | SM
2013-2021 © "МехКорпс — роботы и киборги". Все права защищены.