Medicamentul pentru boala renală cronică aprobat de FDA poate ajuta la atenuarea rezistenței la antibiotice

Medicamentul pentru boala renală cronică aprobat de FDA poate ajuta la atenuarea rezistenței la antibiotice

Utilizarea crescută a antibioticelor poate duce, aparent paradoxal, la infecții mai problematice, pe măsură ce bacteriile evoluează pentru a rezista tratamentului. Răspunsul la această rezistență antimicrobiană, pe care Centrele pentru Controlul și Prevenirea Bolilor a numit-o „una dintre cele mai presante probleme de sănătate publică din lume”, ar putea fi un medicament pentru boli de rinichi, potrivit unei echipe conduse de cercetătorii Penn State.

Antibioticele ucid sau opresc dezvoltarea bacteriilor, dar cu cât sunt folosite mai mult, cu atât bacteriile le rezistă mai bine. Echipa a descoperit că sevelamerul medicament aprobat de Administrația pentru Alimente și Medicamente (FDA) din SUA, prescris în mod obișnuit pentru a lega excesul de fosfor din sângele persoanelor cu boală cronică de rinichi care fac dializă, leagă și antibioticele care nu sunt țintă la șoareci. Se spune că antibioticele sunt „în afara țintei” atunci când apar în organism în afara locului de infecție – în acest caz, o mică parte scapă din fluxul sanguin și este excretată în intestine.

Cercetătorii și-au publicat descoperirile, despre care au spus în jurnalul Small, că oferă o modalitate de a atenua rezistența la antibiotice. Ideea este că sevelamerul va găsi și lega antibioticele care nu sunt țintă și le va împiedica să interacționeze cu bacteriile din intestin, așa cum ar face un câine pentru a-l împiedica să urmărească o veveriță.

Am descoperit că sevelamerul poate acționa ca un „antibiotic” prin captarea vancomicinei și daptomicinei care nu sunt țintă – două antibiotice prescrise în mod obișnuit – în intestin, prevenind evoluția rezistenței fără a compromite eficacitatea antibiotică sistemică. „

Amir Sheikhi, autor corespondent, Dorothy Foehr Huck și J. Lloyd Huck, director de Biomateriale și Inginerie Regenerativă și profesor asistent de inginerie chimică

Vancomicina este adesea prescrisă pentru a trata infecțiile cauzate de enterococi, care există în intestine, dar se pot extinde în număr și se pot răspândi în alte zone ale corpului, ducând la infecții ale tractului urinar, infecții la inimă, celulită și multe altele. Cu toate acestea, bacteriile pot evolua pentru a rezista vancomicinei, astfel încât clinicienii apelează la daptomicina ca tratament de ultimă linie pentru a combate infecția. Potrivit lui Sheikhi, aceste tipuri de infecții sunt deosebit de răspândite în mediile de asistență medicală, unde pacienții au suferit deja tratamente antibiotice îndelungate pentru infecții primare sau dezvoltă infecții primare în urma unei proceduri medicale.

Problema este că bacteriile pot evolua și pentru a rezista la daptomicina. Rezistența apare, a spus Sheikhi, deoarece 5% până la 10% dintre antibioticele administrate intravenos ajung în tractul gastrointestinal. Acolo, antibioticele care nu sunt țintă nu se potrivesc cu numărul de bacterii care supraviețuiesc medicamentului și evoluează pentru a evita să fie afectate de medicamente pentru a le ucide. Pentru a combate acest lucru, cercetătorii dezvoltă modalități de a capta antibioticele care nu sunt țintă și de a preveni evoluția bacteriilor într-un mod care să facă medicamentele ineficiente.

„Dezvoltarea de antibiotice în loc de noi antibiotice poate proteja eficacitatea antibioticelor actuale”, a spus Sheikhi, care este, de asemenea, afiliat la Penn State Districts of Biomedical Engineering, Chemistry and Neurosurgery și conduce Laboratorul de materiale bio-moale al Universității, sau B-Smal.

El a explicat că, pe măsură ce bacteriile continuă să dezvolte rezistență la antibiotice, cercetătorii pot explora terapii alternative care pot merge dincolo de antibioticele mai puternice. O astfel de cale de urmat este administrarea unui medicament care poate capta antibiotice care nu sunt țintă împreună cu antibioticul.

Lucrarea se bazează pe un studiu din 2020 – condus de Andrew Read, vicepreședinte senior pentru cercetare, Evan Pugh profesor de biologie și entomologie și fost profesor Eberly de biotehnologie și coautor în studiul actual – care a constatat că colestiramina, un tratament aprobat de FDA pentru colesterolul de profil înalt, că daptomkin a inactivat daptomicina inactivată.

„Antibioticele duc la rezistența la antibiotice”, a spus Read. „Dacă puteți inactiva antibioticele acolo unde nu sunt necesare, eliminați motorul rezistenței la antibiotice. Un antibiotic ar putea, în principiu, să prevină apariția vreodată în intestine a rezistenței la antibiotice”.

În 2022, Sheikhi, Read și alți colaboratori au descris mecanismul - colestiramina a fost folosită pentru a lega daptomicina, dar și că nu a putut elimina vancomicina. Așa că echipa a apelat la un alt candidat promițător: Sevelamer.

În acest studiu, cercetătorii au injectat șoareci cu Enterococcus faecium cu vancomicină sau ser fiziologic, un tip de bacterii intestinale despre care se știe că dezvoltă rapid rezistență la antibiotice. În același timp, au hrănit șoarecilor cu suspensie orală de sevelamer. Cercetătorii au analizat apoi conținutul genetic al fecalelor de la șoareci.

„Rezultatele noastre arată că sevelamerul captează concentrații scăzute de daptomicină în câteva minute și în câteva ore”, a spus Sheikhi, observând că sevelamerul a îndepărtat ambele antibiotice - blocând activitatea antibiotică a daptomicinei in vitro, ceea ce înseamnă experimente cu celule, și vancomicina in vivo și in vivo și in vivo, de ex. B. în VIVO, de ex. B. într-un model animal. „Acest lucru introduce sevelamerul ca o terapie adjuvantă mai versatilă și mai eficientă pentru a reduce dezvoltarea rezistenței la infecțiile care pot proveni din mediile medicale.”

În timp ce descoperirile au fost făcute la șoareci, cercetătorii au spus că există implicații directe pentru medicina umană.

„Din cunoștințele noastre, aceasta este prima demonstrație că un medicament aprobat de FDA poate bloca în mod eficient apariția rezistenței determinate de vancomicină în organismele vii și reprezintă o strategie nouă și scalabilă pentru combaterea rezistenței antimicrobiene în asistența medicală”, a spus Sheikhi. „Deoarece sevelamerul este deja aprobat de FDA, are un profil de siguranță bine stabilit, ceea ce îl face un candidat puternic pentru utilizare clinică.”

Apoi, Sheikhi a spus că echipa intenționează să efectueze studii clinice pentru a evalua eficacitatea Sevelamers la pacienții umani cărora li se administrează vancomicină sau daptomicină. Ei intenționează, de asemenea, să studieze dacă sevelamerul ar putea preveni dezvoltarea rezistenței la alte tipuri de antibiotice care sunt secretate în tractul gastrointestinal. Echipa de cercetare invită personalul cu experiență în studiile clinice de evaluare a rezistenței antimicrobiene să-i contacteze.

Alți autori ai lucrării afiliați cu Penn State includ Roya Koshani, cercetător postdoctoral în inginerie chimică; Shang-Lin Yeh, care și-a luat doctoratul în inginerie chimică de la Penn State și acum lucrează în industrie. Zeming HE, care a obținut o diplomă de licență în inginerie chimică de la Penn State și acum urmează o diplomă de licență la Universitatea din Pennsylvania; și Naveen Narasimhalu, care a obținut o diplomă de licență în inginerie chimică de la Penn State și acum lucrează la 3M; Landon G. Vom Steeg, cercetător postdoctoral în biologie și entomologie; și Derek G. Sim, profesor asociat de cercetare de biologie și entomologie. Robert J. Woods, profesor asociat de medicină internă-boli infecțioase, Universitatea din Michigan, a fost, de asemenea, coautor al lucrării. Sheikhi, Sim și Read sunt, de asemenea, afiliați la Huck Institutes of Biological Sciences din Penn State, iar Vom Steeg este, de asemenea, afiliat la Geisel School of Medicine din Dartmouth.

Institutul Huck al Științelor Vieții din Penn State prin inițiativa Patriciei și Stephen Benkovic; Catedra pentru carieră timpurie Dorothy Foehr Huck și J. Lloyd Huck; Programul de grant pentru semințe de evoluție aplicată a Colegiului de Agricultură; iar președintele Eberly de biotehnologie a susținut această cercetare.

Surse: