Новые модели мочевого пузыря для борьбы с устойчивостью к антибиотикам

Международная группа исследователей, включая специалистов из NDORMS Адама Краутера и его научного руководителя Дарио Каруго, разработала новые способы моделирования биологии мочевого пузыря.

Инфекции мочевыводящих путей (ИМП) остаются серьёзной глобальной проблемой здравоохранения. Высокий уровень рецидивов и растущая антимикробная резистентность приводят примерно к 260 000 смертей ежегодно. Существующие лабораторные тесты на чувствительность часто не могут предсказать реальную эффективность лечения, что подчёркивает необходимость создания физиологически релевантных моделей инфекции.

Новое исследование, опубликованное в виде препринта на bioRxiv, представляет инновационные модели, которые лучше воспроизводят среду мочевого пузыря.

Работу возглавил исследователь из Beyond Antibiotics доктор Рамон Гарсия Масет в сотрудничестве с доктором Аароном Краутером, постдокторантом NDORMS по антимикробным вмешательствам, и г-ном Давиде Де Гранди. Их совместно курировали профессор Дженнифер Рон из Университетского колледжа Лондона и доктор Дарио Каруго, доцент по биоактивации и иммуноинженерии в Институте Ботнара.

Были созданы две модели:

• 3D-UHU — трёхмерная модель микроткани уротелия.
• P-FLO — новая мезофлюидная система, включающая реалистичную динамику потока.

Исследование показало, что сложность микроокружения и механические силы значительно влияют на поведение уропатогенной E. coli, а также на эффективность антибиотиков и бактериофагов. В то время как нитрофурантоин демонстрировал высокую активность в стандартных тестах, в продвинутых моделях его эффективность была ниже. Аналогично, терапия бактериофагами и комбинированное лечение показали неоднозначные результаты в зависимости от физиологических условий и динамики потока.

Значение для борьбы с антимикробной резистентностью

Обычные тесты могут переоценивать эффективность препаратов, что ведёт к риску неудачи лечения и, как следствие, к назначению антибиотиков, которые не работают, требуя в дальнейшем дополнительной терапии. Учёные утверждают, что модели, учитывающие физиологию, необходимы для разработки терапий, эффективных в реальных условиях инфекции.

Кроме того, понимание взаимодействия патогена и хозяина в реалистичных условиях может помочь в разработке стратегий лечения, выходящих за рамки традиционных антибиотиков, или в сохранении эффективности существующих препаратов.