Kombinace antibiotik a probiotik může zabít superbugy
Inovativní přístup využívá biokompatibilní materiál k zapouzdření probiotických bakterií a kombinuje je s antibiotiky k řešení infekcí rezistentních na léčbu.
Každý rok se u více než 2 milionů lidí ve Spojených státech objeví infekce, které jsou rezistentní na léčbu, a přibližně 23 000 lidí v důsledku toho zemře.
Tyto statistiky přiměly Centra pro kontrolu a prevenci nemocí (CDC) považovat rezistenci na léky za „jednu z největších výzev veřejného zdraví naší doby“.
Vědci se proto pilně snaží vyvinout důmyslné způsoby řešení takzvaných superbugů - bakterií, které se staly imunními vůči antibiotické léčbě.
V poslední době vědci přidali do svého arzenálu probiotika proti superbugům. Probiotika jsou prospěšné bakterie nacházející se v potravinách, jako je jogurt, kefír, nakládaná zelenina nebo miso polévka.
Například teprve před měsícem studie naznačila, že pouhá pravidelná konzumace probiotik by mohla snížit potřebu antibiotik, což by pomohlo potlačit krizi rezistence na léky.
Nyní vědci použili probiotika k vytvoření „zabijácké“ kombinace, která zničila dva kmeny bakterií rezistentních na léčbu.
Dva spoluautoři a odpovídající autoři studie jsou Ana Jaklenec, vědecká pracovnice z Kochova institutu pro integrovaný výzkum rakoviny na Massachusetts Institute of Technology v Cambridge, MA, a Robert Langer, profesor institutu Davida H. Kocha na MIT. .
Zhihao Li je prvním autorem článku, který je nyní publikován v časopise Pokročilé materiály.
Použití alginátu k zapouzdření probiotik
První autor studie vysvětluje problém boje s antibiotiky rezistentními na probiotika.
Na jedné straně říká, že probiotika byla při aplikaci na rány poněkud úspěšná v boji proti bakteriím. Probiotika však obvykle nestačí ke zničení všech bakterií nalezených při infekci rány.
Na druhou stranu Li říká, že přidání antibiotika do směsi zabije příliš mnoho bakterií, včetně prospěšných probiotik.
Li a kolegové se tedy pustili do hledání řešení uzavřením probiotik do obalu, který je chrání před zničením antibiotiky. K návrhu pláště vybrali materiál zvaný alginát.
Alginát se pro vědce stal dobrou volbou ze dvou hlavních důvodů. Zaprvé je to součást biofilmu, který bakterie přirozeně tvoří, když se snaží chránit před antibiotiky. Zadruhé, lékaři již tuto složku používají při léčbě ran.
"Podívali jsme se na molekulární složky biofilmů a zjistili jsme, že pro infekci Pseudomonas je alginát velmi důležitý pro jeho odolnost vůči antibiotikům," říká Li. "Zatím však tuto schopnost chránit dobré bakterie před antibiotiky nikdo nevyužil."
Kombinace „vymýcených“ superbugů
Pro svou studii si Li a kolegové vybrali probiotikum složené ze tří kmenů Lactobacillus bakterie - druh bakterií, které mohou zabíjet methicilin-rezistentní Staphylococcus aureus (MRSA).
Vědci kombinovali probiotika s antibiotikem tobramycinem, o kterém je známo, že zabíjí Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa).
Poté Li a kolegové aplikovali probiotika potažená alginátem spolu s tobramycinem MRSA a P. aeruginosa v Petriho misce. Tato kombinace podle Jaklence „zcela vyhladila“ bakterie rezistentní vůči léčbě.
"Byl to docela drastický efekt," dodává spoluautor. Naopak, když vědci znovu vytvořili experiment bez alginátového povlaku, antibiotika zabila probiotika, což následně ušetřilo MRSA bakterie.
"Když jsme právě použili jednu složku, ať už antibiotika nebo probiotika, nemohly vymýtit všechny patogeny," uvádí Li. "To je něco, co může být velmi důležité v klinickém prostředí, kde máte rány s různými bakteriemi a antibiotika nestačí k zabití všech bakterií."
Vědci doufají, že jejich přístup vyřeší krizi rezistence na léky a plánují ji otestovat na zvířatech a lidech.
"V současnosti existuje tolik bakterií, které jsou rezistentní na antibiotika, což je vážný problém pro lidské zdraví." Myslíme si, že jedním ze způsobů, jak s nimi zacházet, je zapouzdřit živé probiotikum a nechat ho dělat svou práci, “říká Jaklenec.
"Dobrá věc na alginátu je, že je to [USA Food and Drug Administration] - schváleno a probiotikum, které používáme, je také schváleno, “dodává Li.
"Myslím, že probiotika mohou být něco, co může v budoucnu způsobit revoluci v léčbě ran." Svou prací jsme rozšířili aplikační možnosti probiotik. “
Zhihao Li
