Un farmaco per la malattia renale cronica approvato dalla FDA può aiutare a mitigare la resistenza agli antibiotici

Un farmaco per la malattia renale cronica approvato dalla FDA può aiutare a mitigare la resistenza agli antibiotici

Un maggiore uso di antibiotici può, apparentemente paradossalmente, portare a infezioni più problematiche poiché i batteri si evolvono per resistere al trattamento. La risposta a questa resistenza antimicrobica, che i Centri per il controllo e la prevenzione delle malattie hanno definito “uno dei problemi di salute pubblica più urgenti al mondo”, potrebbe essere un farmaco per le malattie renali, secondo un team guidato da ricercatori della Penn State.

Gli antibiotici uccidono o arrestano la crescita dei batteri, ma più vengono utilizzati, migliore è la resistenza dei batteri. Il team ha scoperto che il farmaco sevelamer, approvato dalla Food and Drug Administration (FDA) statunitense, tipicamente prescritto per legare il fosforo in eccesso nel sangue di persone con malattia renale cronica sottoposte a dialisi, lega anche gli antibiotici off-target nei topi. Si dice che gli antibiotici siano “fuori bersaglio” quando compaiono nel corpo al di fuori del sito dell’infezione – in questo caso una piccola parte sfugge al flusso sanguigno e viene escreta nell’intestino.

I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati, che secondo loro sulla rivista Small, forniscono un modo per mitigare la resistenza agli antibiotici. L’idea è che il sevelamer trovi e leghi gli antibiotici fuori bersaglio e impedisca loro di interagire con i batteri nell’intestino, come farebbe un cane per impedirgli di inseguire uno scoiattolo.

Abbiamo scoperto che sevelamer può agire come un “antibiotico” catturando la vancomicina e la daptomicina fuori bersaglio – due antibiotici comunemente prescritti – nell’intestino, prevenendo l’evoluzione della resistenza senza compromettere l’efficacia antibiotica sistemica. “

Amir Sheikhi, autore corrispondente, Dorothy Foehr Huck e J. Lloyd Huck, cattedra di Biomateriali e ingegneria rigenerativa e assistente professore di ingegneria chimica

La vancomicina viene spesso prescritta per trattare le infezioni causate da enterococchi, che esistono nell'intestino ma possono crescere in numero e diffondersi in altre aree del corpo, causando infezioni del tratto urinario, infezioni del cuore, cellulite e altro. Tuttavia, i batteri possono evolversi per resistere alla vancomicina, quindi i medici si rivolgono alla daptomicina come trattamento di ultima linea per combattere l’infezione. Secondo Sheikhi, questi tipi di infezioni sono particolarmente diffusi negli ambienti sanitari, dove i pazienti sono già stati sottoposti a lunghi trattamenti antibiotici per infezioni primarie o stanno sviluppando infezioni primarie a seguito di una procedura medica.

Il problema è che i batteri possono anche evolversi per resistere alla daptomicina. La resistenza si verifica, ha detto Sheikhi, perché dal 5% al ​​10% degli antibiotici somministrati per via endovenosa finiscono nel tratto gastrointestinale. Lì gli antibiotici fuori bersaglio non corrispondono al numero di batteri che sopravvivono al farmaco e si evolvono per evitare di essere colpiti dai farmaci per ucciderli. Per combattere questo problema, i ricercatori stanno sviluppando modi per catturare gli antibiotici fuori bersaglio e impedire ai batteri di evolversi in modo tale da rendere i farmaci inefficaci.

"Lo sviluppo di anti-antibiotici invece di nuovi antibiotici può potenzialmente proteggere l'efficacia degli attuali antibiotici", ha affermato Sheikhi, che è anche affiliato ai Penn State Districs di ingegneria biomedica, chimica e neurochirurgia e dirige il Laboratorio di materiali bio-soft dell'Università, o B-Smal.

Ha spiegato che poiché i batteri continuano a sviluppare resistenza agli antibiotici, i ricercatori possono esplorare terapie alternative che potrebbero andare oltre gli antibiotici più potenti. Una di queste soluzioni è quella di somministrare un farmaco in grado di catturare gli antibiotici fuori bersaglio insieme all’antibiotico.

Il lavoro si basa su uno studio del 2020 – guidato da Andrew Read, vicepresidente senior per la ricerca, Evan Pugh professore di biologia ed entomologia ed ex professore di biotecnologia Eberly e coautore dello studio attuale – che ha scoperto che la colestiramina, un trattamento approvato dalla FDA per il colesterolo di alto profilo che la daptomicina aveva inattivato, potrebbe inattivare la daptomicina.

"Gli antibiotici portano alla resistenza agli antibiotici", ha detto Read. "Se si riescono a inattivare gli antibiotici dove non sono necessari, si elimina il motore della resistenza agli antibiotici. Un anti-antibiotico potrebbe, in linea di principio, impedire che la resistenza agli antibiotici emerga nell'intestino."

Nel 2022, Sheikhi, Read e altri collaboratori hanno descritto il meccanismo: la colestiramina veniva utilizzata per legare la daptomicina, ma anche che non poteva rimuovere la vancomicina. Quindi il team si è rivolto a un altro candidato promettente: Sevelamer.

In questo studio, i ricercatori hanno iniettato nei topi Enterococcus faecium vancomicina o soluzione salina, un tipo di batterio intestinale noto per sviluppare rapidamente resistenza agli antibiotici. Allo stesso tempo, hanno somministrato ai topi la sospensione orale di sevelamer. I ricercatori hanno poi analizzato il contenuto genetico delle feci dei topi.

"I nostri risultati mostrano che sevelamer cattura basse concentrazioni di daptomicina in pochi minuti e in poche ore", ha affermato Sheikhi, sottolineando che sevelamer ha rimosso entrambi gli antibiotici, bloccando l'attività antibiotica della daptomicina in vitro, il che significa esperimenti cellulari, e della vancomicina in vivo e in vivo e in vivo, ad es. B. in VIVO, ad es. B. in un modello animale. “Ciò introduce sevelamer come terapia aggiuntiva più versatile ed efficace per ridurre lo sviluppo di resistenza nelle infezioni che possono provenire da contesti sanitari”.

Anche se i risultati sono stati fatti sui topi, i ricercatori hanno affermato che ci sono implicazioni dirette per la medicina umana.

"Per quanto ne sappiamo, questa è la prima dimostrazione che un farmaco approvato dalla FDA può bloccare efficacemente l'emergere della resistenza guidata dalla vancomicina negli organismi viventi e rappresenta una strategia nuova e scalabile per combattere la resistenza antimicrobica nel settore sanitario", ha affermato Sheikhi. “Poiché sevelamer è già approvato dalla FDA, ha un profilo di sicurezza ben consolidato, che lo rende un forte candidato per l’uso clinico”.

Successivamente, Sheikhi ha affermato che il team prevede di condurre studi clinici per valutare l'efficacia di Sevelamer in pazienti umani trattati con vancomicina o daptomicina. Si prevede inoltre di studiare se il sevelamer possa prevenire lo sviluppo di resistenza ad altri tipi di antibiotici secreti nel tratto gastrointestinale. Il gruppo di ricerca invita il personale con esperienza in studi clinici che valutano la resistenza antimicrobica a contattarli.

Altri autori dell'articolo affiliato alla Penn State includono Roya Koshani, ricercatrice post-dottorato in ingegneria chimica; Shang-Lin Yeh, che ha conseguito il dottorato in ingegneria chimica alla Penn State e ora lavora nell'industria. Zeming HE, che ha conseguito una laurea in ingegneria chimica presso la Penn State e ora sta conseguendo una laurea presso l'Università della Pennsylvania; e Naveen Narasimhalu, che ha conseguito una laurea in ingegneria chimica presso la Penn State e ora lavora presso 3M; Landon G. Vom Steeg, ricercatore post-dottorato in biologia ed entomologia; e Derek G. Sim, professore associato di ricerca di biologia ed entomologia. Anche Robert J. Woods, professore associato di medicina interna e malattie infettive, Università del Michigan, è stato coautore dell'articolo. Sheikhi, Sim e Read sono anche affiliati all'Huck Institutes of Biological Sciences della Penn State e Vom Steeg è anche affiliato alla Geisel School of Medicine di Dartmouth.

l'Huck Institute of the Life Sciences della Penn State attraverso l'iniziativa di Patricia e Stephen Benkovic; la cattedra per l'inizio della carriera di Dorothy Foehr Huck e J. Lloyd Huck; il programma di sovvenzione per sementi per l'evoluzione applicata del College of Agriculture; e il presidente della biotecnologia Eberly ha sostenuto questa ricerca.

Fonti: