Lék na chronické onemocnění ledvin schválený FDA může pomoci zmírnit rezistenci na antibiotika

Lék na chronické onemocnění ledvin schválený FDA může pomoci zmírnit rezistenci na antibiotika

Zvýšené užívání antibiotik může, zdánlivě paradoxně, vést k problematičtějším infekcím, protože se bakterie vyvinou tak, aby odolávaly léčbě. Odpovědí na tuto antimikrobiální rezistenci, kterou Centers for Disease Control and Prevention označilo za „jeden z nejnaléhavějších světových problémů veřejného zdraví“, by mohl být lék na onemocnění ledvin, tvrdí tým vedený výzkumníky z Penn State.

Antibiotika zabíjejí nebo zastavují růst bakterií, ale čím více se používají, tím lépe jim bakterie odolávají. Tým zjistil, že sevelamer schválený americkým Úřadem pro kontrolu potravin a léčiv (FDA), který je obvykle předepisován k navázání přebytečného fosforu v krvi lidí s chronickým onemocněním ledvin, kteří podstupují dialýzu, také váže mimocílová antibiotika u myší. Antibiotika jsou prý „mimo cíl“, když se v těle objeví mimo místo infekce – v tomto případě malá část unikne krevním řečištěm a je vyloučena do střev.

Vědci zveřejnili svá zjištění, která podle nich v časopise Small poskytují způsob, jak zmírnit rezistenci vůči antibiotikům. Myšlenka je taková, že sevelamer najde a naváže mimocílová antibiotika a zabrání jim v interakci s bakteriemi ve střevě, jako by tomu pes zabránil v pronásledování veverky.

Zjistili jsme, že sevelamer může působit jako „antibiotikum“ tím, že zachytí necílový vankomycin a daptomycin – dvě běžně předepisovaná antibiotika – ve střevě, čímž zabrání rozvoji rezistence, aniž by byla ohrožena systémová účinnost antibiotik. “

Amir Sheikhi, odpovídající autor, Dorothy Foehr Huck a J. Lloyd Huck, předseda Biomateriálů a regenerativního inženýrství a odborný asistent chemického inženýrství

Vankomycin je často předepisován k léčbě infekcí způsobených enterokoky, které existují ve střevech, ale mohou narůst v počtu a rozšířit se do jiných oblastí těla, což vede k infekcím močových cest, infekcím v srdci, celulitidě a dalším. Bakterie se však mohou vyvinout tak, aby odolávaly vankomycinu, takže lékaři se obracejí na daptomycin jako na léčbu poslední volby v boji proti infekci. Podle Sheikhiho jsou tyto typy infekcí zvláště rozšířené ve zdravotnických zařízeních, kde pacienti již podstoupili zdlouhavou antibiotickou léčbu primárních infekcí nebo se u nich po lékařském zákroku rozvinou primární infekce.

Problém je v tom, že bakterie se mohou také vyvinout, aby odolávaly daptomycinu. Rezistence nastává, řekl Sheikhi, protože 5 až 10 % antibiotik podaných intravenózně končí v gastrointestinálním traktu. Tam se mimocílová antibiotika neshodují s počtem bakterií, které přežijí lék a vyvinou se, aby se vyhnuly ovlivnění léky a zabily je. Aby tomu zabránili, výzkumníci vyvíjejí způsoby, jak zachytit necílová antibiotika a zabránit bakteriím ve vývoji způsobem, který činí léky neúčinnými.

"Vývoj antibiotik namísto nových antibiotik může potenciálně chránit účinnost současných antibiotik," řekl Sheikhi, který je také přidružen k Penn State Districs of Biomedical Engineering, Chemistry and Neurochirurgy a řídí Univerzitní Bio-Soft Materials Laboratory, neboli B-Smal.

Vysvětlil, že jak si bakterie stále vyvíjejí rezistenci vůči antibiotikům, vědci mohou prozkoumat alternativní terapie, které mohou jít nad rámec silnějších antibiotik. Jednou z takových cest vpřed je podávání léku, který dokáže zachytit mimocílová antibiotika spolu s antibiotikem.

Práce vychází ze studie z roku 2020 – kterou vedl Andrew Read, senior viceprezident pro výzkum, profesor biologie a entomologie Evan Pugh a bývalý profesor biotechnologie Eberly a spoluautor současné studie – která zjistila, že cholestyramin, lék na vysoce profilovaný cholesterol, který daptomycin inaktivoval, by mohl inaktivovat daptomycin.

"Antibiotika vedou k rezistenci vůči antibiotikům," řekl Read. "Pokud můžete inaktivovat antibiotika tam, kde nejsou potřeba, eliminujete hybatele antibiotické rezistence. Antibiotikum by v zásadě mohlo zabránit tomu, aby se rezistence vůči antibiotikům vůbec objevila ve střevech."

V roce 2022 Sheikhi, Read a další spolupracovníci popsali mechanismus - cholestyramin byl použit k navázání daptomycinu, ale také to, že nedokázal odstranit vankomycin. Tým se tedy obrátil na dalšího slibného kandidáta: Sevelamer.

V této studii vědci aplikovali myším Enterococcus faecium vankomycin nebo fyziologický roztok, což je typ střevních bakterií, o kterých je známo, že si rychle vyvíjejí rezistenci na antibiotika. Ve stejnou dobu podávali myším perorální suspenzi sevelameru. Vědci poté analyzovali genetický obsah výkalů z myší.

"Naše výsledky ukazují, že sevelamer zachytí nízké koncentrace daptomycinu během minut a během několika hodin," řekl Sheikhi s tím, že sevelamer odstranil obě antibiotika - blokoval antibiotickou aktivitu daptomycinu in vitro, což znamená buněčné experimenty, a vankomycinu in vivo a in vivo a in vivo, např. B. ve VIVO, např. B. ve zvířecím modelu. "Toto představuje sevelamer jako všestrannější a účinnější doplňkovou terapii ke snížení rozvoje rezistence u infekcí, které mohou pocházet ze zdravotnického zařízení."

Zatímco nálezy byly provedeny na myších, vědci uvedli, že existují přímé důsledky pro humánní medicínu.

"Pokud je nám známo, toto je první ukázka toho, že lék schválený FDA může účinně blokovat vznik rezistence vyvolané vankomycinem v živých organismech a představuje novou a škálovatelnou strategii boje proti antimikrobiální rezistenci ve zdravotnictví," řekl Sheikhi. "Protože sevelamer je již schválen FDA, má dobře zavedený bezpečnostní profil, což z něj činí silného kandidáta pro klinické použití."

Dále Sheikhi řekl, že tým plánuje provést klinické zkoušky, aby vyhodnotil účinnost Sevelameru u lidských pacientů, kteří dostávají vankomycin nebo daptomycin. Plánují také prozkoumat, zda by sevelamer mohl zabránit rozvoji rezistence na jiné typy antibiotik, které se vylučují v gastrointestinálním traktu. Výzkumný tým vyzývá pracovníky se zkušenostmi s klinickými studiemi hodnotícími antimikrobiální rezistenci, aby je kontaktovali.

Mezi další autory článku přidružené k Penn State patří Roya Koshani, postdoktorandský výzkumník v oboru chemického inženýrství; Shang-Lin Yeh, který získal doktorát z chemického inženýrství na Penn State a nyní pracuje v průmyslu. Zeming HE, který získal bakalářský titul v oboru chemického inženýrství na Penn State a nyní pokračuje v postgraduálním studiu na University of Pennsylvania; a Naveen Narasimhalu, který získal bakalářský titul v oboru chemického inženýrství na Penn State a nyní pracuje ve společnosti 3M; Landon G. Vom Steeg, postdoktorandský výzkumný pracovník v biologii a entomologii; a Derek G. Sim, profesor biologie a entomologie. Robert J. Woods, docent interního lékařství-infekčních onemocnění, University of Michigan, také spoluautor článku. Sheikhi, Sim a Read jsou také přidruženi k Huck Institutes of Biological Sciences v Penn State a Vom Steeg je také přidružen k Geisel School of Medicine v Dartmouthu.

Penn State's Huck Institute of the Life Sciences prostřednictvím iniciativy Patricie a Stephena Benkovicových; předsedkyně rané kariéry Dorothy Foehr Huck a J. Lloyd Huck; College of Agriculture Applied Evolution Seed Grant Programme; a předseda biotechnologie Eberly tento výzkum podpořili.

Zdroje: