Connect with us

Hi, what are you looking for?

Наука и технологии

Эффективность антибиотиков значительно снижается при наличии нескольких микробов

Исследование показало, что для устранения бактериальной инфекции дыхательных путей при наличии других микробов необходимы гораздо более высокие дозы антибиотиков. Это помогает объяснить, почему респираторные инфекции часто сохраняются у людей с такими заболеваниями легких, как муковисцидоз, несмотря на лечение.

В исследовании, опубликованном сегодня в The ISME Journal, исследователи говорят, что даже низкий уровень одного типа микробов в дыхательных путях может оказать сильное влияние на то, как другие микробы реагируют на антибиотики.

Результаты подчеркивают необходимость учитывать взаимодействие между различными видами микробов при лечении инфекций антибиотиками и соответствующим образом корректировать дозировку.

«Люди с хроническими инфекциями часто имеют коинфекцию несколькими патогенами, но проблема в том, что мы не учитываем это при принятии решения о том, какой дозой конкретного антибиотика их лечить. Наши результаты могут помочь объяснить, почему у этих людей антибиотики просто не работают так, как должны», — сказал Томас О’Брайен, который провел исследование для своей докторской степени. на кафедре биохимии Кембриджского университета и является соавтором статьи.

Хронические бактериальные инфекции, например, в дыхательных путях человека, очень трудно вылечить с помощью антибиотиков. Хотя эти типы инфекции часто связаны с одним патогенным видом, очаг инфекции часто колонизируется рядом других микробов, большинство из которых обычно не являются патогенными сами по себе.

Варианты лечения обычно связаны с нацеливанием на патоген и мало учитывают сосуществующие виды. Тем не менее, эти методы лечения часто не могут устранить инфекцию. До сих пор ученые мало понимали, почему это происходит.

Чтобы получить свои результаты, команда разработала упрощенную модель дыхательных путей человека, содержащую искусственную мокроту («мокроту»), которая по химическому составу напоминает настоящую мокроту, выделяемую во время инфекции, наполненную бактериями.

Модель позволяла им стабильно выращивать смесь различных микробов, включая патогены, в течение нескольких недель. Это ново, потому что обычно один патоген очень быстро перерастает другие и портит эксперимент. Это позволило исследователям воспроизвести и изучить инфекции с несколькими видами микробов, называемые «полимикробными инфекциями», в лаборатории.

В эксперименте использовались три микроба: бактерии Pseudomonas aeruginosa и Staphylococcus aureus, а также грибок Candida albicans — комбинация, обычно присутствующая в дыхательных путях людей с муковисцидозом.

Исследователи обрабатывали эту микробную смесь антибиотиком под названием колистин, который очень эффективен для уничтожения Pseudomonas aeruginosa. Но когда рядом с Pseudomonas aeruginosa присутствовали другие патогены , антибиотик не сработал.

«Мы были удивлены, обнаружив, что антибиотик, который, как мы знаем, должен эффективно устранять инфекцию Pseudomonas , просто не работал в нашей лабораторной модели, когда присутствовали другие микробы», — сказала Венди Фигероа-Чавес с кафедры биохимии Кембриджского университета. первый автор статьи.

Такой же эффект наблюдался при обработке микробной смеси фузидиевой кислотой — антибиотиком, который специально воздействует на Staphylococcus aureus, и флуконазолом — антибиотиком, который специально воздействует на Candida albicans.

Исследователи обнаружили, что для уничтожения бактерий требовались значительно более высокие дозы каждого антибиотика, когда он был частью полимикробной инфекции, по сравнению с отсутствием других патогенов.

«Все три видоспецифичных антибиотика были менее эффективны против своей цели, когда три патогена присутствовали вместе», — сказал Мартин Уэлч, профессор микробной физиологии и метаболизма на кафедре биохимии Кембриджского университета и старший автор статьи.

В настоящее время антибиотики обычно тестируются только в лабораторных условиях против основного патогена, против которого они предназначены, чтобы определить самую низкую эффективную дозу. Но когда та же доза используется для лечения инфекции у человека, она часто не работает, и это исследование помогает объяснить, почему. Новая модельная система позволит одновременно тестировать эффективность потенциальных новых антибиотиков против смеси видов микробов.

Полимикробные инфекции часто встречаются в дыхательных путях людей с муковисцидозом. Несмотря на лечение сильными дозами антибиотиков, эти инфекции часто сохраняются в течение длительного времени. Хронические инфекции дыхательных путей у людей с астмой и хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ) также часто являются полимикробными.

Изучив генетический код бактерий Pseudomonas в их выращенной в лаборатории смеси, исследователи смогли точно определить конкретные мутации, которые вызывают эту устойчивость к антибиотикам. Было обнаружено, что мутации чаще возникают при наличии других патогенов.

Сравнение с генетическим кодом 800 образцов Pseudomonas со всего мира показало, что эти мутации также происходили у людей, инфицированных Pseudomonas и получавших лечение колистином.

«Проблема в том, что как только вы используете антибиотик для лечения микробной инфекции , у микроба начинает развиваться устойчивость к этому антибиотику. Это то, что произошло с тех пор, как в начале 1990-х годов начали использовать колистин. Это еще одно напоминание о жизненно необходимо найти новые антибиотики для лечения инфекций человека», — сказал Уэлч.

Эффективность антибиотиков значительно снижается при наличии нескольких микробов

Теги: биотехнологии

В тренде