Фотодинамическое действие ослабляет устойчивость бактерий, поражающих дыхательные пути, к антибиотикам
Ученые исследуют подход ослабления бактерий, чтобы сделать доступные терапевтические вещества более эффективными против мультирезистентных бактерий, особенно поражающих дыхательные пути.
Исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), показывает, что фотодинамическая инактивация (PDI) способна модифицировать чувствительность бактерий к антибиотикам в зависимости от дозировки, снижая резистентность и персистенцию как стандартных, так и клинических штаммов.
Ведущий автор — Вандерлей Сальвадор Баньято, физик и инженер-материаловед из Института физики Сан-Карлуса Университета Сан-Паулу (IFSC-USP) в Бразилии.
Исследование было сосредоточено на Staphylococcus aureus — бактерии, вызывающей спектр заболеваний от кожных инфекций до пневмонии. Ученые изучили эффекты фотодинамического воздействия на резистентные бактерии, собранные у пациентов, и на бактериальные клетки с лабораторно индуцированной устойчивостью. Результаты показали, что пяти циклов PDI достаточно, чтобы сломить их резистентность.
В методе PDI краситель-фотосенсибилизатор активируется поглощением видимого света, образуя активные формы кислорода, которые могут окислять и разрушать микроорганизмы или ослаблять их устойчивость к антибиотикам.
Исследователи использовали 10 μM куркумина в качестве фотосенсибилизатора и работали с тремя антибиотиками — амоксициллином, эритромицином и гентамицином. После пяти циклов PDI выяснилось, что S. aureus стал наиболее чувствителен к гентамицину, хотя два других антибиотика также оказались эффективны против бактерий после PDI.
"Мы обнаружили, что PDI не всегда уничтожает бактерии, но разрушает часть механизмов, которые они используют для развития лекарственной устойчивости. Это привело к идее попробовать окислительный шок, чтобы сделать их восприимчивыми к антибиотикам", — сообщил Баньято Agência FAPESP. Баньято является главным исследователем в Центре исследований оптики и фотоники (CePOF).
Первым автором статьи является Дженнифер Соарес, исследователь IFSC-USP и CePOF.
Мультирезистентные бактерии
Всемирная организация здравоохранения (WHO) считает устойчивость к противомикробным препаратам (AMR) одной из 10 главных глобальных угроз общественному здоровью.
По оценкам WHO, около 1,2 миллиона смертей в год вызваны непосредственно AMR, и почти 5 миллионов косвенно с ней связаны. Бездействие может привести к тому, что AMR будет стоить мировой экономике 100 триллионов долларов США к 2050 году.
Согласно отчету WHO, в среднем 1 из каждых 10 пораженных пациентов умрет от внутрибольничной инфекции (HAI). "Смертность увеличивается в два-три раза, когда инфекции устойчивы к противомикробным препаратам", — добавляется в отчете.
Согласно статье в PNAS, вероятность одобрения FDA новых антибиотиков для клинических испытаний на людях составляет 6 из 10, а вероятность того, что одобренные препараты будут относиться к новому классу антибиотиков, составляет всего 25%.
Исследования Баньято уже несколько лет сосредоточены на лекарственно-устойчивой пневмонии — одной из инфекций, наиболее часто вызывающих смерть в отделениях интенсивной терапии.
"Мы готовим к публикации статью, описывающую технику, применяемую непосредственно в легких. Пациент вдыхает индуктивную молекулу, а мы проводим экстракорпоральное инфракрасное облучение, чтобы ослабить устойчивость микроорганизма в рамках стратегии борьбы с пневмонией, например", — сказал он.