Lijek za kroničnu bolest bubrega koji je odobrila FDA može pomoći u ublažavanju otpornosti na antibiotike

Lijek za kroničnu bolest bubrega koji je odobrila FDA može pomoći u ublažavanju otpornosti na antibiotike

Povećana uporaba antibiotika može, naizgled paradoksalno, dovesti do problematičnijih infekcija jer se bakterije razvijaju i odupiru se liječenju. Odgovor na ovu antimikrobnu rezistenciju, koju su Centri za kontrolu i prevenciju bolesti nazvali "jednim od najhitnijih svjetskih javnozdravstvenih problema", mogao bi biti lijek za bubrežnu bolest, prema timu predvođenom istraživačima iz Penn Statea.

Antibiotici ubijaju ili zaustavljaju rast bakterija, ali što se više koriste, bakterije im se bolje odupiru. Tim je otkrio da lijek sevelamer koji je odobrila američka Agencija za hranu i lijekove (FDA), koji se obično propisuje za vezanje viška fosfora u krvi ljudi s kroničnom bubrežnom bolešću koji su na dijalizi, također veže antibiotike koji nisu ciljani kod miševa. Za antibiotike se kaže da su "izvan cilja" kada se pojave u tijelu izvan mjesta infekcije - u ovom slučaju mali dio izmiče krvotoku i izlučuje se u crijeva.

Istraživači su objavili svoje nalaze, za koje su rekli u časopisu Small, da pružaju način za ublažavanje otpornosti na antibiotike. Ideja je da će sevelamer pronaći i vezati antibiotike koji nisu ciljani i spriječiti njihovu interakciju s bakterijama u crijevima, kao što bi pas učinio da ga spriječi da lovi vjevericu.

Otkrili smo da sevelamer može djelovati kao "antibiotik" hvatanjem vankomicina i daptomicina koji nisu ciljani - dva često propisivana antibiotika - u crijevima, sprječavajući razvoj rezistencije bez ugrožavanja sistemske učinkovitosti antibiotika. “

Amir Sheikhi, dopisni autor, Dorothy Foehr Huck i J. Lloyd Huck, katedra za biomaterijale i regenerativno inženjerstvo i docentica kemijskog inženjerstva

Vankomicin se često propisuje za liječenje infekcija uzrokovanih enterokokima, koji postoje u crijevima, ali mogu porasti u broju i proširiti se na druga područja tijela, dovodeći do infekcija urinarnog trakta, infekcija srca, celulitisa itd. Međutim, bakterije se mogu razviti tako da budu otporne na vankomicin, pa se kliničari okreću daptomicinu kao posljednjoj liniji liječenja u borbi protiv infekcije. Prema Sheikhiju, ove vrste infekcija posebno su raširene u zdravstvenim ustanovama, gdje su pacijenti već bili podvrgnuti dugotrajnom liječenju antibioticima za primarne infekcije ili razvijaju primarne infekcije nakon medicinskog postupka.

Problem je u tome što se bakterije također mogu razviti otporne na daptomicin. Rezistencija nastaje, rekao je Sheikhi, jer 5% do 10% antibiotika primijenjenih intravenski završi u gastrointestinalnom traktu. Tamo antibiotici koji nisu ciljani ne odgovaraju broju bakterija koje prežive lijek i razvijaju se kako bi izbjegle djelovanje lijekova koji ih ubijaju. Kako bi se borili protiv toga, istraživači razvijaju načine za hvatanje antibiotika koji nisu ciljani i sprječavaju razvoj bakterija na način koji lijekove čini neučinkovitima.

"Razvoj antiantibiotika umjesto novih antibiotika potencijalno može zaštititi učinkovitost postojećih antibiotika", rekao je Sheikhi, koji je također povezan s Penn State Distriktima za biomedicinsko inženjerstvo, kemiju i neurokirurgiju i vodi Sveučilišni laboratorij za bio-meke materijale ili B-Smal.

Objasnio je da dok bakterije nastavljaju razvijati otpornost na antibiotike, istraživači mogu istražiti alternativne terapije koje mogu ići dalje od jačih antibiotika. Jedan takav put naprijed je davanje lijeka koji može uhvatiti antibiotike koji nisu ciljani zajedno s antibiotikom.

Rad se nadovezuje na studiju iz 2020. koju je vodio Andrew Read, viši potpredsjednik za istraživanje, Evan Pugh profesor biologije i entomologije i bivši Eberlyjev profesor biotehnologije i koautor trenutne studije - koja je otkrila da holestiramin, lijek za visokoprofilni kolesterol koji je daptomicin deaktivirao, može deaktivirati kolestiramin.

“Antibiotici dovode do otpornosti na antibiotike”, rekao je Read. "Ako možete deaktivirati antibiotike tamo gdje nisu potrebni, eliminirate pokretač otpornosti na antibiotike. Anti-antibiotik bi u načelu mogao spriječiti da se otpornost na antibiotike ikada pojavi u crijevima."

Godine 2022. Sheikhi, Read i drugi suradnici opisali su mehanizam - kolestiramin je korišten za vezanje daptomicina, ali i da nije mogao ukloniti vankomicin. Stoga se tim okrenuo još jednom kandidatu koji obećava: Sevelameru.

U ovoj studiji istraživači su miševima s Enterococcus faecium ubrizgali vankomicin ili fiziološku otopinu, vrstu crijevne bakterije za koju se zna da brzo razvija otpornost na antibiotike. Istovremeno su miševe hranili oralnom suspenzijom sevelamera. Istraživači su potom analizirali genetski sadržaj izmeta miševa.

"Naši rezultati pokazuju da sevelamer hvata niske koncentracije daptomicina unutar nekoliko minuta i unutar nekoliko sati", rekao je Sheikhi, ističući da je sevelamer uklonio oba antibiotika - blokiranje antibiotske aktivnosti daptomicina in vitro, što znači pokuse na stanicama, i vankomicina in vivo i in vivo i in vivo, npr. B. u VIVO-u, na pr. B. u životinjskom modelu. "Ovo predstavlja sevelamer kao svestraniju i učinkovitiju dodatnu terapiju za smanjenje razvoja otpornosti kod infekcija koje mogu potjecati iz zdravstvenih ustanova."

Dok su nalazi napravljeni na miševima, istraživači su rekli da postoje izravne implikacije na ljudsku medicinu.

"Koliko znamo, ovo je prva demonstracija da lijek koji je odobrila FDA može učinkovito blokirati pojavu rezistencije uzrokovane vankomicinom u živim organizmima i predstavlja novu i skalabilnu strategiju za borbu protiv antimikrobne rezistencije u zdravstvu", rekao je Sheikhi. "Budući da je sevelamer već odobrila FDA, on ima dobro utvrđen sigurnosni profil, što ga čini jakim kandidatom za kliničku upotrebu."

Zatim je Sheikhi rekao da tim planira provesti klinička ispitivanja kako bi procijenili učinkovitost Sevelamera kod pacijenata koji primaju vankomicin ili daptomicin. Također planiraju istražiti može li sevelamer spriječiti razvoj rezistencije na druge vrste antibiotika koji se izlučuju u gastrointestinalnom traktu. Istraživački tim poziva osoblje s iskustvom u kliničkim ispitivanjima koja procjenjuju antimikrobnu otpornost da ih kontaktira.

Drugi autori u radu koji su povezani s Penn Stateom uključuju Royu Koshani, postdoktorandicu u kemijskom inženjerstvu; Shang-Lin Yeh, koji je doktorirao kemijsko inženjerstvo na Penn Stateu i sada radi u industriji. Zeming HE, koji je stekao diplomu iz kemijskog inženjerstva na Penn Stateu i sada ide na postdiplomski studij na Sveučilištu Pennsylvania; i Naveen Narasimhalu, koja je stekla diplomu iz kemijskog inženjerstva na Penn Stateu i sada radi u 3M; Landon G. Vom Steeg, postdoktorand biologije i entomologije; i Derek G. Sim, izvanredni profesor biologije i entomologije. Robert J. Woods, izvanredni profesor interne medicine-infektivne bolesti, Sveučilište u Michiganu, također je koautor rada. Sheikhi, Sim i Read također su povezani s Huckovim institutima bioloških znanosti u Penn Stateu, a Vom Steeg također je povezan s Geisel School of Medicine u Dartmouthu.

Huck institut za znanosti o životu Penn Statea kroz inicijativu Patricije i Stephena Benkovica; voditeljica rane karijere Dorothy Foehr Huck i J. Lloyd Huck; Poljoprivredni fakultet Applied Evolution Seed Grant Program; i Eberly predsjednik odjela za biotehnologiju podržao je ovo istraživanje.

Izvori: