Zatwierdzony przez FDA lek na przewlekłą chorobę nerek może pomóc złagodzić oporność na antybiotyki

Zatwierdzony przez FDA lek na przewlekłą chorobę nerek może pomóc złagodzić oporność na antybiotyki

Zwiększone stosowanie antybiotyków może, pozornie paradoksalnie, prowadzić do bardziej problematycznych infekcji, ponieważ bakterie ewoluują i stają się oporne na leczenie. Według zespołu kierowanego przez naukowców z Penn State odpowiedzią na oporność na środki przeciwdrobnoustrojowe, którą Centrum Kontroli i Zapobiegania Chorobom nazwało „jednym z najpilniejszych problemów zdrowia publicznego na świecie”, może być lek na chorobę nerek.

Antybiotyki zabijają lub zatrzymują rozwój bakterii, ale im częściej są stosowane, tym bakterie są im skuteczniejsze. Zespół odkrył, że zatwierdzony przez amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków (FDA) sewelamer, lek zwykle przepisywany w celu wiązania nadmiaru fosforu we krwi osób z przewlekłą chorobą nerek poddawanych dializie, wiąże również u myszy antybiotyki, których działanie nie jest docelowe. Mówi się, że antybiotyki są „nieskuteczne”, gdy pojawiają się w organizmie poza miejscem zakażenia – w tym przypadku niewielka ich część ucieka z krwioobiegu i jest wydalana do jelit.

Naukowcy opublikowali swoje odkrycia, które, jak napisali w czasopiśmie Small, wskazują na sposób na łagodzenie oporności na antybiotyki. Pomysł jest taki, że sewelamer znajdzie i zwiąże antybiotyki, które nie są docelowe, i powstrzyma je przed interakcją z bakteriami w jelitach, tak jak zrobiłby to pies, który nie pozwala mu gonić wiewiórki.

Odkryliśmy, że sewelamer może działać jako „antybiotyk”, wychwytując w jelitach wankomycynę i daptomycynę – dwa powszechnie przepisywane antybiotyki – zapobiegając rozwojowi oporności bez uszczerbku dla ogólnoustrojowej skuteczności antybiotyków. „

Amir Sheikhi, autor do korespondencji, Dorothy Foehr Huck i J. Lloyd Huck, kierownik Katedry Biomateriałów i Inżynierii Regeneracyjnej oraz adiunkt w dziedzinie inżynierii chemicznej

Wankomycynę często przepisuje się w leczeniu zakażeń wywołanych przez enterokoki, które występują w jelitach, ale mogą rosnąć w dużych ilościach i rozprzestrzeniać się na inne obszary ciała, prowadząc do infekcji dróg moczowych, infekcji serca, zapalenia tkanki łącznej i innych. Jednakże bakterie mogą ewoluować i uodpornić się na wankomycynę, dlatego lekarze sięgają po daptomycynę jako lek ostatniego rzutu w walce z infekcją. Według Sheikhi tego typu infekcje są szczególnie powszechne w placówkach opieki zdrowotnej, gdzie pacjenci przeszli już długotrwałe leczenie antybiotykami z powodu pierwotnych infekcji lub u nich rozwija się pierwotna infekcja w wyniku zabiegu medycznego.

Problem polega na tym, że bakterie mogą również ewoluować i uodpornić się na daptomycynę. Sheikhi twierdzi, że oporność pojawia się, ponieważ od 5% do 10% antybiotyków podawanych dożylnie trafia do przewodu żołądkowo-jelitowego. Tam antybiotyki nie docelowe nie odpowiadają liczbie bakterii, które przeżywają lek i ewoluują, aby uniknąć wpływu leków i ich zabicia. Aby temu zaradzić, badacze opracowują sposoby wychwytywania antybiotyków, które nie są docelowe i zapobiegają ewolucji bakterii w sposób czyniący leki nieskutecznymi.

„Opracowywanie antybiotyków zamiast nowych antybiotyków może potencjalnie chronić skuteczność obecnych antybiotyków” – powiedział Sheikhi, który jest również powiązany z Okręgami Inżynierii Biomedycznej, Chemii i Neurochirurgii stanu Penn i kieruje uniwersyteckim Laboratorium Materiałów Bio-Soft, w skrócie B-Smal.

Wyjaśnił, że w miarę nabywania przez bakterie oporności na antybiotyki badacze mogą poszukiwać alternatywnych terapii, które mogą wykraczać poza silniejsze antybiotyki. Jednym z takich rozwiązań jest podanie leku, który wraz z antybiotykiem może wychwytywać antybiotyki niepożądane.

Prace opierają się na badaniu przeprowadzonym w 2020 r. – prowadzonym przez Andrew Reada, starszego wiceprezesa ds. badań, Evana Pugh profesora biologii i entomologii oraz byłego profesora biotechnologii w Eberly i współautora obecnego badania – które wykazało, że cholestyramina, zatwierdzony przez FDA lek na wysokoprofilowy cholesterol, który inaktywowała daptomycyna, może inaktywować daptomycynę.

„Antybiotyki prowadzą do oporności na antybiotyki” – stwierdził Read. „Jeśli możesz inaktywować antybiotyki tam, gdzie nie są potrzebne, wyeliminujesz czynnik wywołujący oporność na antybiotyki. Antybiotyk mógłby w zasadzie zapobiec pojawieniu się oporności na antybiotyki w jelitach”.

W 2022 roku Sheikhi, Read i inni współpracownicy opisali mechanizm – cholestyramina była używana do wiązania daptomycyny, ale także nie mogła usuwać wankomycyny. Zespół zwrócił się zatem do innego obiecującego kandydata: Sevelamera.

W tym badaniu naukowcy wstrzyknęli myszom Enterococcus faecium z wankomycyną lub solą fizjologiczną – rodzajem bakterii jelitowych, o których wiadomo, że szybko rozwijają oporność na antybiotyki. W tym samym czasie podawano myszom doustną zawiesinę sewelameru. Następnie naukowcy przeanalizowali zawartość genetyczną odchodów myszy.

„Nasze wyniki pokazują, że sewelamer wychwytuje daptomycynę w małych stężeniach w ciągu kilku minut i w ciągu kilku godzin” – stwierdził Sheikhi, zauważając, że sewelamer usuwa oba antybiotyki – blokując działanie antybiotykowe daptomycyny in vitro, co oznacza eksperymenty na komórkach, oraz wankomycyny in vivo, in vivo i in vivo, np. B. w VIVO m.in. B. w modelu zwierzęcym. „Dzięki temu sewelamer staje się bardziej wszechstronną i skuteczną terapią wspomagającą ograniczającą rozwój oporności w zakażeniach, które mogą mieć źródło w placówkach opieki zdrowotnej”.

Chociaż odkrycia dokonano na myszach, naukowcy stwierdzili, że mają one bezpośrednie implikacje dla medycyny ludzkiej.

„Według naszej wiedzy jest to pierwszy dowód na to, że lek zatwierdzony przez FDA może skutecznie blokować pojawianie się oporności na wankomycynę w organizmach żywych i stanowi nowatorską i skalowalną strategię zwalczania oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe w opiece zdrowotnej” – powiedział Sheikhi. „Ponieważ sewelamer został już zatwierdzony przez FDA, ma ugruntowany profil bezpieczeństwa, co czyni go silnym kandydatem do zastosowania klinicznego”.

Następnie Sheikhi powiedział, że zespół planuje przeprowadzić badania kliniczne w celu oceny skuteczności sewelameru u ludzi otrzymujących wankomycynę lub daptomycynę. Planują także zbadać, czy sewelamer mógłby zapobiegać rozwojowi oporności na inne rodzaje antybiotyków wydzielanych w przewodzie pokarmowym. Zespół badawczy zaprasza do kontaktu pracowników z doświadczeniem w badaniach klinicznych oceniających oporność na środki przeciwdrobnoustrojowe.

Inni autorzy artykułu powiązanego z Penn State to Roya Koshani, badaczka ze stopniem doktora w dziedzinie inżynierii chemicznej; Shang-Lin Yeh, który uzyskał doktorat z inżynierii chemicznej na Uniwersytecie Penn State, a obecnie pracuje w przemyśle. Zeming HE, który uzyskał tytuł licencjata w dziedzinie inżynierii chemicznej na Penn State, a obecnie kontynuuje studia magisterskie na Uniwersytecie Pensylwanii; oraz Naveen Narasimhalu, który uzyskał tytuł licencjata w dziedzinie inżynierii chemicznej na Penn State, a obecnie pracuje w 3M; Landon G. Vom Steeg, pracownik naukowy ze stopniem doktora w dziedzinie biologii i entomologii; oraz Derek G. Sim, profesor nadzwyczajny biologii i entomologii. Współautorem artykułu jest także Robert J. Woods, profesor nadzwyczajny chorób wewnętrznych i chorób zakaźnych na Uniwersytecie Michigan. Sheikhi, Sim i Read są również powiązani z Huck Institutes of Biological Sciences w Penn State, a Vom Steeg jest również powiązany z Geisel School of Medicine w Dartmouth.

Instytut Nauk Przyrodniczych im. Hucka w Penn State z inicjatywy Patricii i Stephena Benkoviców; Dorothy Foehr Huck i J. Lloyd Huck – przewodniczący ds. wczesnej kariery; Program dotacji na nasiona w ramach ewolucji stosowanej przez College of Agriculture; a dyrektor ds. biotechnologii w firmie Eberly wspierał te badania.

Źródła: