Zdravilo za kronično ledvično bolezen, ki ga je odobrila FDA, lahko pomaga ublažiti odpornost na antibiotike

Zdravilo za kronično ledvično bolezen, ki ga je odobrila FDA, lahko pomaga ublažiti odpornost na antibiotike

Povečana uporaba antibiotikov lahko, na videz paradoksalno, vodi do bolj problematičnih okužb, saj se bakterije razvijejo tako, da se upirajo zdravljenju. Odgovor na to protimikrobno odpornost, ki so jo Centri za nadzor in preprečevanje bolezni označili za "enega najbolj perečih problemov javnega zdravja na svetu", bi lahko bilo zdravilo za ledvično bolezen, pravi skupina, ki jo vodijo raziskovalci Penn State.

Antibiotiki ubijejo ali ustavijo rast bakterij, vendar več kot jih uporabljamo, bolje se jim bakterije upirajo. Skupina je ugotovila, da zdravilo sevelamer, ki ga je odobrila ameriška agencija za hrano in zdravila (FDA), običajno predpisano za vezavo odvečnega fosforja v krvi ljudi s kronično boleznijo ledvic, ki so na dializi, veže tudi netarčne antibiotike pri miših. Za antibiotike pravimo, da niso ciljni, ko se pojavijo v telesu zunaj mesta okužbe – v tem primeru majhen delež uide krvnemu obtoku in se izloči v črevesje.

Raziskovalci so objavili svoje ugotovitve, za katere so povedali v reviji Small, da zagotavljajo način za ublažitev odpornosti na antibiotike. Ideja je, da bo sevelamer našel in vezal antibiotike, ki niso ciljni, ter preprečil njihovo interakcijo z bakterijami v črevesju, kot bi pes, da bi preprečil, da bi lovil veverico.

Ugotovili smo, da lahko sevelamer deluje kot "antibiotik" tako, da zajame vankomicin in daptomicin, ki sta pogosto predpisana antibiotika, v črevesju in preprečita razvoj odpornosti, ne da bi pri tem ogrozili sistemsko učinkovitost antibiotikov. “

Amir Sheikhi, dopisni avtor, Dorothy Foehr Huck in J. Lloyd Huck, katedra za biomateriale in regenerativno inženirstvo ter docentka za kemijsko inženirstvo

Vankomicin se pogosto predpisuje za zdravljenje okužb, ki jih povzročajo enterokoki, ki obstajajo v črevesju, vendar se lahko povečajo v številu in razširijo na druge dele telesa, kar povzroči okužbe sečil, okužbe srca, celulitis in drugo. Vendar pa se lahko bakterije razvijejo tako, da se uprejo vankomicinu, zato se kliniki obračajo na daptomicin kot zadnjo linijo zdravljenja za boj proti okužbi. Po besedah ​​Sheikhija so te vrste okužb še posebej razširjene v zdravstvenih ustanovah, kjer so bolniki že bili podvrženi dolgotrajnemu zdravljenju z antibiotiki za primarne okužbe ali pa se primarne okužbe razvijajo po medicinskem posegu.

Težava je v tem, da se lahko bakterije razvijejo tako, da se uprejo daptomicinu. Do odpornosti pride, je dejal Sheikhi, ker 5 % do 10 % antibiotikov, danih intravenozno, konča v prebavilih. Tam se antibiotiki, ki niso ciljno usmerjeni, ne ujemajo s številom bakterij, ki preživijo zdravilo in se razvijajo, da bi se izognile vplivu zdravil, da bi jih uničile. Za boj proti temu raziskovalci razvijajo načine za zajemanje antibiotikov, ki niso ciljni, in preprečijo, da bi se bakterije razvijale na način, zaradi katerega so zdravila neučinkovita.

"Razvoj antiantibiotikov namesto novih antibiotikov lahko potencialno zaščiti učinkovitost sedanjih antibiotikov," je dejal Sheikhi, ki je tudi povezan z okrožji Penn State za biomedicinski inženiring, kemijo in nevrokirurgijo in vodi univerzitetni Laboratorij za bio-mehke materiale ali B-Smal.

Pojasnil je, da lahko raziskovalci, ker bakterije še naprej razvijajo odpornost na antibiotike, raziskujejo alternativne terapije, ki lahko presegajo močnejše antibiotike. Ena od takšnih poti naprej je dajanje zdravila, ki lahko skupaj z antibiotikom zajame tudi netarčne antibiotike.

Delo temelji na študiji iz leta 2020, ki jo je vodil Andrew Read, višji podpredsednik za raziskave, profesor biologije in entomologije Evan Pugh ter nekdanji profesor biotehnologije Eberly in soavtor trenutne študije, v kateri je bilo ugotovljeno, da je holestiramin, zdravilo za zdravljenje visokoprofilnega holesterola, ki ga je odobrila FDA, daptomicin inaktiviral daptomicin.

"Antibiotiki povzročajo odpornost na antibiotike," je dejal Read. "Če lahko inaktivirate antibiotike tam, kjer niso potrebni, odpravite gonilo odpornosti na antibiotike. Anti-antibiotik bi lahko načeloma preprečil, da bi se odpornost na antibiotike kadarkoli pojavila v črevesju."

Leta 2022 so Sheikhi, Read in drugi sodelavci opisali mehanizem - holestiramin je bil uporabljen za vezavo daptomicina, a tudi, da ni mogel odstraniti vankomicina. Zato se je ekipa obrnila na še enega obetavnega kandidata: Sevelamerja.

V tej študiji so raziskovalci miši z Enterococcus faecium vbrizgali vankomicin ali fiziološko raztopino, vrsto črevesne bakterije, za katero je znano, da hitro razvije odpornost na antibiotike. Istočasno so miši hranili s peroralno suspenzijo sevelamerja. Raziskovalci so nato analizirali genetsko vsebino iztrebkov miši.

"Naši rezultati kažejo, da sevelamer zajame nizke koncentracije daptomicina v minutah in v nekaj urah," je dejal Sheikhi in opozoril, da je sevelamer odstranil oba antibiotika - blokiranje antibiotične aktivnosti daptomicina in vitro, kar pomeni celične poskuse, in vankomicina in vivo in in vivo in in vivo, npr. B. v VIVO, npr. B. v živalskem modelu. "To uvaja sevelamer kot bolj vsestransko in učinkovito dodatno terapijo za zmanjšanje razvoja odpornosti pri okužbah, ki lahko izvirajo iz zdravstvenih ustanov."

Medtem ko so bile ugotovitve narejene na miših, so raziskovalci dejali, da obstajajo neposredne posledice za humano medicino.

"Kolikor nam je znano, je to prvi dokaz, da lahko zdravilo, ki ga je odobrila FDA, učinkovito blokira nastanek odpornosti, ki jo povzroča vankomicin, v živih organizmih in predstavlja novo in razširljivo strategijo za boj proti protimikrobni odpornosti v zdravstvu," je dejal Sheikhi. "Ker je sevelamer že odobrila FDA, ima dobro uveljavljen varnostni profil, zaradi česar je močan kandidat za klinično uporabo."

Nato je Sheikhi dejal, da ekipa načrtuje izvedbo kliničnih preskušanj za oceno učinkovitosti zdravila Sevelamer pri bolnikih, ki prejemajo vankomicin ali daptomicin. Prav tako nameravajo preučiti, ali bi lahko sevelamer preprečil razvoj odpornosti na druge vrste antibiotikov, ki se izločajo v prebavilih. Raziskovalna skupina vabi osebje z izkušnjami v kliničnih preskušanjih, ki ocenjujejo protimikrobno odpornost, da stopijo v stik z njimi.

Drugi avtorji prispevka, povezanega s Penn State, so Roya Koshani, podoktorska raziskovalka kemijskega inženirstva; Shang-Lin Yeh, ki je doktoriral iz kemijskega inženirstva na Penn Stateu in zdaj dela v industriji. Zeming HE, ki je diplomiral iz kemijskega inženirstva na Penn State in zdaj opravlja podiplomski študij na Univerzi v Pensilvaniji; in Naveen Narasimhalu, ki je diplomiral iz kemijskega inženirstva na Penn State in zdaj dela pri 3M; Landon G. Vom Steeg, podoktorski raziskovalec biologije in entomologije; in Derek G. Sim, izredni raziskovalni profesor biologije in entomologije. Robert J. Woods, izredni profesor interne medicine-nalezljive bolezni, Univerza v Michiganu, je bil tudi soavtor prispevka. Sheikhi, Sim in Read so povezani tudi s Huck Institutes of Biological Sciences v Penn Stateu, Vom Steeg pa je prav tako povezan z Geisel School of Medicine v Dartmouthu.

Huck Institute of Life Sciences Penn State na pobudo Patricie in Stephena Benkovica; Dorothy Foehr Huck in J. Lloyd Huck Early Career Chair; Visoka šola za kmetijstvo Applied Evolution Seed Grant Program; in predsednik oddelka za biotehnologijo Eberly sta podprla to raziskavo.

Viri: