Połączenie antybiotyku i probiotyku może zabić superbakterie
Innowacyjne podejście wykorzystuje biokompatybilny materiał do kapsułkowania bakterii probiotycznych i łączy je z antybiotykami w celu zwalczania opornych na leczenie infekcji.
Każdego roku ponad 2 miliony ludzi w Stanach Zjednoczonych zapada na infekcje oporne na leczenie, w wyniku czego umiera około 23 000 osób.
Te statystyki skłoniły Centers for Disease Control and Prevention (CDC) do uznania lekooporności za „jedno z największych wyzwań dla zdrowia publicznego naszych czasów”.
Dlatego naukowcy ciężko pracują, próbując opracować pomysłowe sposoby zwalczania tak zwanych superbakterii - bakterii, które uodporniły się na leczenie antybiotykami.
Ostatnio naukowcy dodali do swojego arsenału probiotyki przeciwko superbakteriom. Probiotyki to pożyteczne bakterie występujące w żywności, takiej jak jogurt, kefir, marynaty czy zupa miso.
Na przykład zaledwie miesiąc temu badanie sugerowało, że zwykłe regularne spożywanie probiotyków może zmniejszyć zapotrzebowanie na antybiotyki, pomagając w ten sposób zahamować kryzys lekooporności.
Teraz naukowcy wykorzystali probiotyki do stworzenia „zabójczej” kombinacji, która zniszczyła dwa szczepy bakterii opornych na leczenie.
Dwaj współautorzy i korespondenci badania to Ana Jaklenec, naukowiec z Koch Institute for Integrative Cancer Research w Massachusetts Institute of Technology w Cambridge, MA, oraz Robert Langer, profesor Instytutu Davida H. Kocha na MIT .
Zhihao Li jest pierwszym autorem artykułu, który został opublikowany w czasopiśmie Zaawansowane materiały.
Używanie alginianu do kapsułkowania probiotyków
Pierwszy autor badania wyjaśnia problem zwalczania zakażeń opornych na antybiotyki za pomocą probiotyków.
Z jednej strony, mówi, probiotyki odniosły pewien sukces w zwalczaniu bakterii po zastosowaniu na rany. Jednak probiotyki zwykle nie wystarczają, aby zniszczyć wszystkie bakterie występujące w zakażeniu rany.
Z drugiej strony, mówi Li, dodanie antybiotyku do mieszanki zabiłoby zbyt wiele bakterii, w tym korzystne probiotyki.
Tak więc Li i współpracownicy postanowili znaleźć obejście, zamykając probiotyki w skorupce, która chroni je przed zniszczeniem przez antybiotyk. Do zaprojektowania skorupy wybrali materiał zwany alginatem.
Alginat wyróżniał się wśród badaczy jako dobry wybór z dwóch głównych powodów. Po pierwsze, jest to składnik biofilmu, który bakterie tworzą naturalnie, gdy próbują chronić się przed antybiotykami. Po drugie, lekarze już używają tego składnika w leczeniu ran.
„Przyjrzeliśmy się molekularnym składnikom biofilmów i odkryliśmy, że w przypadku infekcji Pseudomonas alginian jest bardzo ważny ze względu na jego odporność na antybiotyki” - mówi Li. „Jednak dotychczas nikt nie wykorzystał tej zdolności do ochrony dobrych bakterii przed antybiotykami”.
Połączenie „wyeliminowanych” superbakterii
Do swoich badań Li i współpracownicy wybrali probiotyk złożony z trzech szczepów Bakterie Lactobacillus - rodzaj bakterii, które mogą zabić oporny na metycylinę Staphylococcus aureus (MRSA).
Naukowcy połączyli probiotyki z antybiotykiem tobramycyną, o której wiadomo, że zabija Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa).
Następnie Li i współpracownicy zastosowali probiotyki pokryte alginianem razem z tobramycyną MRSA i P. aeruginosa na szalce Petriego. Według Jakleneca połączenie to „całkowicie wyeliminowało” bakterie oporne na leczenie.
„To był dość drastyczny efekt” - dodaje współautorka. Z drugiej strony, gdy naukowcy odtworzyli eksperyment bez powłoki alginianowej, antybiotyki zabiły probiotyki, co z kolei oszczędziło MRSA bakteria.
„Kiedy używaliśmy tylko jednego składnika, antybiotyków lub probiotyków, nie były one w stanie wyeliminować wszystkich patogenów” - informuje Li. „To jest coś, co może być bardzo ważne w warunkach klinicznych, gdzie masz rany z różnymi bakteriami, a antybiotyki nie wystarczą, aby zabić wszystkie bakterie”.
Naukowcy mają nadzieję, że ich podejście rozwiąże kryzys lekooporności i planują przetestować go na zwierzętach i ludziach.
„Obecnie jest tak wiele bakterii opornych na antybiotyki, co stanowi poważny problem dla zdrowia ludzkiego. Uważamy, że jednym ze sposobów ich leczenia jest zamknięcie w kapsułce żywego probiotyku i pozwolenie mu na wykonanie swojej pracy ”- mówi Jaklenec.
„Zaletą alginianu jest to, że [U.S. Food and Drug Administration], a probiotyk, którego używamy, również został zatwierdzony ”- dodaje Li.
„Myślę, że probiotyki mogą w przyszłości zrewolucjonizować leczenie ran. Swoją pracą rozszerzyliśmy możliwości zastosowań probiotyków. ”
Zhihao Li
