Новые стратегии борьбы с кризисом антибиотиков
Устойчивость патогенов к антибиотикам — одна из самых серьёзных угроз общественному здоровью в мире. ВОЗ предупреждает о скором наступлении «постантибиотической эры», когда безобидные инфекции нельзя будет вылечить, и они снова станут частой причиной смерти. Широкое применение антибиотиков в прошлые десятилетия резко сократило спектр эффективных препаратов, а разработка новых замедлилась или прекратилась из-за быстрой эволюции резистентности.
Исследователи из Kiel Evolution Center (KEC) Кильского университета (Германия) разрабатывают эволюционные стратегии для уничтожения бактериальных патогенов и минимизации развития у них лекарственной устойчивости. Один из перспективных принципов — коллатеральная чувствительность (collateral sensitivity). Это явление, при котором развитие устойчивости к одному антибиотику делает патоген высокочувствительным ко второму препарату.
На примере бактерии Pseudomonas aeruginosa (особо опасной для пациентов с ослабленным иммунитетом) учёные в лабораторных эволюционных экспериментах оценили стабильность этого принципа во времени и его пригодность для устойчивой терапии. Результаты опубликованы в журнале eLife.
Остаётся ли чувствительность бактерий к лечению стабильной?
В предыдущем исследовании лаборатория Шуленбурга впервые продемонстрировала принцип коллатеральной чувствительности для P. aeruginosa. Было обнаружено, что лечение особенно эффективно при чередовании аминогликозидного антибиотика с бета-лактамным антибиотиком (препаратом пенициллинового ряда).
Новая работа показала, что пригодность принципа зависит от нескольких факторов:
Порядка применения антибиотиков
Эволюционных «издержек» (costs) за развившуюся устойчивость
Лежащих в основе генетических механизмов
«Способность патогена к адаптации была особенно ограничена, когда лечение включало смену препарата с аминогликозида на бета-лактам», — объясняет первый автор работы доктор Камило Барбоза. В этом случае бактерии не смогли адаптироваться и вымирали в результате комбинированного применения антибиотиков. При других комбинациях препаратов патогены могли развивать новые множественные устойчивости. Эволюционные издержки резистентности также играют важную роль в успехе терапии.
Основа для эволюционно-обоснованной антибиотикотерапии
Результаты исследования стабильности коллатеральной чувствительности могут позволить в будущем разрабатывать новые и устойчивые схемы антибиотикотерапии. Влияние смены классов препаратов и эволюционных издержек на развитие резистентности демонстрирует огромный потенциал эволюционных принципов для создания новых методов лечения.
«Следующим шагом мы планируем развивать эти перспективные эволюционные стратегии для применения на пациентах, используя высококоллаборативную среду между учёными-биологами и клиницистами в Северной Германии», — заключает Хинрих Шуленбург.