Комбинация металлопрепаратов с антибиотиками для борьбы с супербактериями

Устойчивость бактерий к антимикробным препаратам (AMR) стала серьёзной проблемой, угрожающей здоровью людей во всём мире. Чрезмерное использование антибиотиков способствует развитию у бактерий лекарственно-устойчивых мутаций, из-за чего почти все клинически используемые антибиотики теряют эффективность против разных штаммов.

В мае 2024 года Всемирная организация здравоохранения (WHO) обновила список устойчивых к лекарствам бактерий, представляющих наибольшую угрозу для здоровья человека. Среди них Pseudomonas aeruginosa была отнесена к патогенам высокого приоритета. Эта бактерия вызывает широкий спектр инфекций (пневмонию, инфекции мочевыводящих путей, заражение крови) и быстро развивает устойчивость к антибиотикам, что представляет особый риск для пациентов с ослабленным иммунитетом.

Международная исследовательская группа под руководством профессора Хунчжэ Суня из Университета Гонконга в сотрудничестве с Университетом Гронингена (Нидерланды) и Нанкайским университетом совершила прорыв в решении этой проблемы. Работа опубликована в Nature Microbiology.

Суть открытия

Исследование показало, что комбинация различных типов антибиотиков с препаратами висмута (например, субсалицилатом висмута, известным как Pepto-Bismol) нарушает железный гомеостаз бактерий, эффективно восстанавливая бактерицидную функцию множества антибиотиков. Эта комбинированная терапия приводит к уничтожению мультирезистентной Pseudomonas aeruginosa.

Эффективность продемонстрирована как на моделях инфицированных бактериями клеток, так и на мышиных моделях.

Механизм действия

Висмут нарушает железный гомеостаз, специфически связываясь с сидерофорами (молекулами, которые бактерии используют для получения железа) и регулятором поглощения железа Fur в Pseudomonas aeruginosa.

Внутри бактериальной клетки висмут нацеливается на ферменты железо-серных кластеров, что приводит к ингибированию дыхательных комплексов. Это нарушает электрон-транспортную цепь и рассеивает протондвижущую силу. В результате повреждается активность экспортных насосов, антибиотики накапливаются внутри бактерий, и их эффективность возрастает.

Такой подход также усиливает уничтожение бактерий внутри биоплёнки. Комбинированное лечение показало мощный антибактериальный эффект в клеточных моделях и подтвердило эффективность против более 100 штаммов клинически резистентной Pseudomonas aeruginosa.

В модели лёгочной инфекции у мышей лечение значительно снизило бактериальную колонизацию в лёгких и повысило выживаемость.

Значение и перспективы

Разработка новых антибиотиков дорога и длительна, а бактерии быстро развивают устойчивость. Поэтому синергетическая комбинация существующих препаратов становится мощной альтернативой для борьбы с устойчивыми штаммами.

«Следующая эпидемия, вероятно, будет вызвана супербактериями. Мы должны быть полностью готовы к этому и иметь мощный арсенал для лечения таких смертельных инфекций», — заявил профессор Хунчжэ Сунь.

Эти результаты закладывают основу для будущей борьбы с лекарственно-устойчивыми бактериальными инфекциями и открывают путь для дальнейших клинических применений.