Одобрено от FDA лекарство за хронично бъбречно заболяване може да помогне за смекчаване на антибиотичната резистентност

Одобрено от FDA лекарство за хронично бъбречно заболяване може да помогне за смекчаване на антибиотичната резистентност

Повишената употреба на антибиотици може, на пръв поглед парадоксално, да доведе до по-проблемни инфекции, тъй като бактериите се развиват, за да устоят на лечението. Отговорът на тази антимикробна резистентност, която Центърът за контрол и превенция на заболяванията нарече "един от най-належащите проблеми на общественото здраве в света", може да бъде лекарство за бъбречно заболяване, според екип, ръководен от изследователи от Penn State.

Антибиотиците убиват или спират растежа на бактериите, но колкото повече се използват, толкова по-добре бактериите им се противопоставят. Екипът откри, че одобреното от Американската агенция по храните и лекарствата (FDA) лекарство севеламер, обикновено предписвано за свързване на излишния фосфор в кръвта на хора с хронично бъбречно заболяване, подложени на диализа, също свързва нецелевите антибиотици при мишки. Казва се, че антибиотиците са „извън целта“, когато се появят в тялото извън мястото на инфекцията – в този случай малка част излиза от кръвния поток и се екскретира в червата.

Изследователите публикуваха своите открития, за които казаха в списание Small, че предоставят начин за смекчаване на антибиотичната резистентност. Идеята е, че севеламерът ще открие и свърже неприцелните антибиотици и ще им попречи да взаимодействат с бактериите в червата, както би направило куче, за да му попречи да преследва катерица.

Открихме, че севеламер може да действа като „анти-антибиотик“, като улавя нецелевите ванкомицин и даптомицин – два често предписвани антибиотика – в червата, предотвратявайки развитието на резистентност, без да компрометира системната антибиотична ефикасност. “

Амир Шейхи, автор-кореспондент, Дороти Фьор Хък и Дж. Лойд Хък, председател на катедрата по биоматериали и регенеративно инженерство и асистент по химическо инженерство

Ванкомицин често се предписва за лечение на инфекции, причинени от ентерококи, които съществуват в червата, но могат да растат на брой и да се разпространят в други части на тялото, което води до инфекции на пикочните пътища, инфекции на сърцето, целулит и др. Въпреки това, бактериите могат да се развият, за да устоят на ванкомицин, така че клиницистите се обръщат към даптомицин като последна линия на лечение за борба с инфекцията. Според Шейхи тези видове инфекции са особено разпространени в здравните заведения, където пациентите вече са били подложени на продължително антибиотично лечение за първични инфекции или развиват първични инфекции след медицинска процедура.

Проблемът е, че бактериите също могат да еволюират, за да устоят на даптомицин. Резистентността възниква, каза Шейхи, защото 5% до 10% от антибиотиците, прилагани интравенозно, завършват в стомашно-чревния тракт. Там неприцелните антибиотици не отговарят на броя на бактериите, които оцеляват след лекарството и се развиват, за да избегнат въздействието на лекарствата, за да ги убият. За да се борят с това, изследователите разработват начини за улавяне на неприцелните антибиотици и предотвратяване на развитието на бактериите по начин, който прави лекарствата неефективни.

„Разработването на антибиотици вместо нови антибиотици може потенциално да защити ефективността на настоящите антибиотици“, каза Шейхи, който също е свързан с Penn State Districts of Biomedical Engineering, Chemistry and Neurosurgery и ръководи Университетската лаборатория за биомеки материали или B-Smal.

Той обясни, че докато бактериите продължават да развиват резистентност към антибиотици, изследователите могат да изследват алтернативни терапии, които могат да надхвърлят по-силните антибиотици. Един такъв начин напред е да се приложи лекарство, което може да улови антибиотици, които не са целеви, заедно с антибиотика.

Работата се основава на проучване от 2020 г., ръководено от Андрю Рийд, старши вицепрезидент по изследванията, Евън Пю, професор по биология и ентомология и бивш професор по биотехнологии в Ебърли и съавтор на настоящото проучване, което установи, че холестираминът, одобрено от FDA лечение за високопрофилен холестерол, който даптомицинът е инактивирал, може да инактивира даптомицин.

„Антибиотиците водят до антибиотична резистентност“, каза Рийд. "Ако можете да инактивирате антибиотиците там, където не са необходими, вие елиминирате причината за антибиотичната резистентност. Антибиотиците биха могли по принцип да предотвратят възникването на резистентност към антибиотици в червата."

През 2022 г. Шейхи, Рийд и други сътрудници описват механизма - холестираминът е използван за свързване на даптомицин, но също така, че не може да премахне ванкомицин. Така че екипът се обърна към друг обещаващ кандидат: Севеламер.

В това проучване изследователите са инжектирали мишки с Enterococcus faecium с ванкомицин или физиологичен разтвор, вид чревна бактерия, за която е известно, че бързо развива антибиотична резистентност. В същото време те дават пероралната суспензия на севеламер на мишките. След това изследователите анализираха генетичното съдържание на изпражненията на мишките.

„Нашите резултати показват, че севеламер улавя ниски концентрации на даптомицин в рамките на минути и в рамките на няколко часа“, каза Шейхи, отбелязвайки, че севеламерът премахва и двата антибиотика – блокирайки антибиотичната активност на даптомицин in vitro, което означава клетъчни експерименти, и ванкомицин in vivo и in vivo и in vivo, напр. B. във VIVO, напр. Б. в животински модел. „Това въвежда севеламер като по-гъвкава и ефективна допълнителна терапия за намаляване на развитието на резистентност при инфекции, които могат да произхождат от здравни заведения.“

Докато констатациите са направени при мишки, изследователите казаха, че има преки последици за хуманната медицина.

„Доколкото ни е известно, това е първата демонстрация, че одобрено от FDA лекарство може ефективно да блокира появата на предизвикана от ванкомицин резистентност в живите организми и представлява нова и мащабируема стратегия за борба с антимикробната резистентност в здравеопазването“, каза Шейхи. „Тъй като севеламер вече е одобрен от FDA, той има добре установен профил на безопасност, което го прави силен кандидат за клинична употреба.“

След това Шейхи каза, че екипът планира да проведе клинични изпитвания, за да оцени ефективността на Sevelamer при хора, получаващи ванкомицин или даптомицин. Те също така планират да проучат дали севеламер може да предотврати развитието на резистентност към други видове антибиотици, които се секретират в стомашно-чревния тракт. Изследователският екип кани служители с опит в клиничните изпитвания, оценяващи антимикробната резистентност, да се свържат с тях.

Други автори на статията, свързана с Penn State, включват Роя Кошани, постдокторант по химическо инженерство; Shang-Lin Yeh, който е получил докторска степен по химическо инженерство от Penn State и сега работи в индустрията. Zeming HE, който е получил бакалавърска степен по химическо инженерство от Penn State и сега следва следдипломна степен в Университета на Пенсилвания; и Naveen Narasimhalu, който е получил бакалавърска степен по химическо инженерство от Penn State и сега работи в 3M; Landon G. Vom Steeg, постдокторант по биология и ентомология; и Дерек Г. Сим, доцент по биология и ентомология. Робърт Дж. Уудс, доцент по вътрешна медицина-инфекциозни болести, Университета на Мичиган, също е съавтор на статията. Шейхи, Сим и Рийд също са свързани с Институтите по биологични науки Хък в Пен Стейт, а Вом Стиг също е свързан с Медицинското училище Гейзел в Дартмут.

Институтът по науките за живота Хък на Пен Стейт чрез инициативата на Патриша и Стивън Бенкович; председателят на Dorothy Foehr Huck и J. Lloyd Huck за ранна кариера; Програмата за безвъзмездни средства за семена за приложна еволюция на колежа по земеделие; и председателят на Eberly по биотехнологии подкрепиха това изследване.

източници: