Oregono universiteto tyrėjai išbandė naują vaistų terapiją, kuri galėtų išardyti sunkiai gydomas bakterijas, gyvenančias lėtines žaizdų infekcijas.
Jų išvados, paskelbta. 29 Žurnale Taikoma ir aplinkos mikrobiologijaapšvieskite būdus, kaip sukurti veiksmingesnį antimikrobinį gydymą, kuris skatina gydymą lėtinėmis žaizdomis. Toks gydymas taip pat galėtų padėti sumažinti sunkių infekcijų riziką, kuri kartais sukelia amputacijas, tokias kaip diabetinės pėdų opos.
Šis požiūris sujungia seniai žinomas medžiagas, kurios mažai ką daro prieš sunkiai gydomus patogenus lėtinėmis žaizdomis, būtent Bakterijos Pseudomonas aeruginosa. Tačiau pridedant mažų paprastos molekulės, vadinamos chlorato, dozėmis prie standartinių antibiotikų, derinys pasirodė 10 000 kartų efektyvesnis už bakterijų ląsteles laboratorijoje nei vienkartiniai antibiotikai. Tokia potencija sumažino vaistų dozę, reikalingą P. aeruginosa nužudyti.
Jei išvados gali būti išverstos žmonėms, jie galėtų padėti sutrumpinti laiką, kai pacientai turi būti vartojami antibiotikais ir sumažinti toksiškumo riziką, sakė UO menų ir mokslų kolegijos biologijos profesorės padėjėja Melanie Spero ir vyresnioji tyrimo autorė.
Nors strategija buvo ištirta atsižvelgiant į lėtines žaizdų infekcijas, strategija gali pažadėti plačiau spręsti atsparumą antibiotikams.
„Manau, kad narkotikų deriniai bus kritinis požiūris, padedantis mums kovoti su atsparumo antibiotikams augimu“, – teigė Spero. „Rasti antimikrobinių medžiagų sinergijos pavyzdžius, kurie jau yra rinkoje, bus tikrai vertingos. Ir mes turėsime toliau įsigilinti į mechanizmus, kodėl jie gerai veikia kartu.”
Iššūkiai gydant lėtines žaizdų infekcijas
Lėtinė žaizda yra sužeistas audinys, kuris nepradėjo gydyti per įprastą laiko tarpą nuo keturių iki 12 savaičių. Dažniausias tipas yra diabetinė pėdos opa, sakė Spero, kuris yra atviras pėdos apatinės dalies skausmas, susidarantis dėl prastos cirkuliacijos, užsitęsęs slėgis ir jutimo stoka.
Remiantis Amerikos diabeto asociacijos paskelbtais tyrimais, maždaug 1 iš 4 žmonių, sergančių 2 tipo cukriniu diabetu, išsivysto pėdos opa, o daugiau nei pusė tų atvejų užsikrėtė.
„Aktyvi infekcija yra labiausiai paplitusi komplikacija, neleidžianti žaizdai gydyti ir uždaryti“, – teigė Spero ir pridūrė, kad kai sunki, 1 iš 5 diabetinės pėdos opų reikia amputacijos. „Tai labai sekinanti, tačiau šioje srityje daroma daug mikrobiologijos tyrimų. Taigi tai yra galimybė padaryti didelę įtaką.”
Kraujo tėkmės pokyčiai, didelis uždegiminių ląstelių deguonies poreikis ir bakterijų buvimas lėtinės žaizdos vietoje riboja, kiek deguonies pasiekia audinį, neleidžiant gydyti. Tos mažai deguonies ligos taip pat yra pati problema, dėl kurios bakterinės infekcijos sunkiai kovoja: ji atskleidžia atsparumą antibiotikams ir tolerancijai.
Kai žaizdos vieta tampa ribotos deguonies, bakterijos pereina į kvėpavimo nitratą energijai, žinomai kaip nitratų kvėpavimas. Jų augimas sulėtėja be deguonies, tačiau jie vis tiek išgyvena ir toliau plinta.
Dėl lėto bakterijų, ypač P. aeruginosa, augimas daro juos žinomai toleruojančias įprastus antibiotikus. Taip yra todėl, kad daugelis vaistų yra vertinami atsižvelgiant į tai, kaip gerai jie žudo greitai augančias bakterijas, sakė Spero. Bet jei bakterijos auga lėtai, tie antibiotikai, kurie taip pat dažnai tiriami tik esant deguonies turtingoms sąlygoms, galiausiai yra neveiksmingi, sakė ji.
Bent jau tada, kai buvo administruojamas savarankiškai, „Spero“ rado.
Daugiau ridos iš dabartinių antibiotikų
Kai antibiotikai sujungiami su maža molekule, vadinama chlorate, ji „pabrėžia bakterinę ląstelę tokiu būdu, kuris daro ją ypač jautrią antibiotikams“, – teigė Spero.
Tyrimai remiasi tyrimais, kuriuos „SPero“ pirmą kartą atliko kaip podoktorantūros mokslininkas Kalifornijos technologijos institute. Anksčiau ji nustatė, kad chloratas – paprastas junginys, nekenksmingas žinduoliams ir žmonėms, vartojant mažas dozes, naudojamas jos tyrimuose, paverčia drungnų atlikėjų antibiotikus į stiprius bakterijų žudikus ląstelių kultūrose ir diabetinių pelių modeliuose.
Naujausias jos tyrimas rodo, kad chloratas siekia, kad visų rūšių antibiotikai būtų veiksmingesni žudant P. aeruginosa ir gali sumažinti antibiotikų dozę, reikalingą kovai su patogenu. Turėdama nedidelį chlorato kiekį mišinyje, jos komanda galėjo naudoti 1% standartinės plataus spektro antibiotikų ceftazidimo dozės, nustatyta tyrimų.
„Lėtinių infekcijų atveju žmonės dažnai vartoja antibiotikus ilgą laiką, ir tai gali sugadinti organizmą“, – teigė Spero. „Vaistai, turintys didelį toksiškumą, gali sutrikdyti žarnyno mikrobus ir turėti stiprų šalutinį poveikį. Viskas, ką galime padaryti, kad sutrumpintume laiką, kurį žmogus ketina vartoti antibiotikuose ir sumažinti dozę, tuo geriau.”
Rezultatai gaunami iš kontroliuojamų bakterijų ląstelių kultūrų laboratorinių testų, todėl vertimas į kliniką vis dar yra toli. Ypač todėl, kad lėtinės infekcijos paprastai nedalyvauja vienoje bakterijoje, sakė Spero, nes jos gyvena ištisas mikrobų apylinkes, gyvenančias ir sąveikaujančias kartu. Taigi akivaizdus kitas žingsnis yra atskleisti, kaip narkotikų deriniai daro įtaką toms sudėtingoms organizmams bendruomenėms, pridūrė ji.
Tikslus chlorato stiprinimo antibiotikų mechanizmas taip pat vis dar yra paslaptis. Spero paaiškino, kad chloratas žinojo mokslininkus užgrobti nitratų kvėpavimą, taigi, nesant deguonies, mikrobai yra sunaikinti. Tačiau žemų ar aukštų deguonies mikroaplinkoje bakterijos gali kažkaip ištaisyti tą pažeidimą ir toleruoti cheminę medžiagą. Taigi tradiciniuose vienkartiniuose variantuose, kurie paprastai atliekami esant aukšto deguonies sąlygoms, Chlorate buvo nepastebėta, sakė Spero.
„Manau, kad to mes nevisiškai vertiname: šių junginių tipai, kuriuos šie junginiai kelia mums nematomam ląstelei“, – sakė ji. „Jei vienintelė mūsų metrika yra gyvybingumas – ar bakterijos gyvuoja ar miršta? – tai viskas, ko mes ieškosime. Turime paklausti, kokie procesai yra stumiami ar pabrėžiami ląstelėje, kuri gali sukelti jos žlugimą esant antibiotikams.”
„Spero“ tikisi, kad žvelgiant į ląstelės „po gaubtu“ chlorato antibiotikų poveikio metu, mokslininkams parodys biologinę mašiną, kaip bakterijos tampa jautrios įvairiems antibiotikams.
„Tai turės didelę įtaką ne tik lėtinėms žaizdų infekcijoms gydyti, bet ir plačiai užkrečiamosios ligos lauko ir mūsų kovos su atsparumu antibiotikams bei gydymo nesėkmei“, – teigė Spero. „Kai suprasime narkotikų sinergijos mechanizmus, galime pradėti ieškoti kitų molekulių, sukeliančių šį sinergetinį elgesį, ir tai nesijaus kaip spėlionių žaidimas, kuriame išbandysime kiekvieną įmanomą vaistų derinį. Mes galime pradėti daryti racionalų vaistų dizainą, naudodamiesi jau patvirtintomis molekulėmis.”