Bakterie odporne na antybiotyki otrzymują dodatkowe składniki odżywcze i rozwijają się, gdy leki zabijają „dobre” bakterie w jelitach.
Tak wynika z nowych badań prowadzonych pod kierunkiem naukowców z Imperial College w Londynie, które mogą doprowadzić do lepszej oceny ryzyka pacjentów i opracowania terapii „mikrobiomologicznych”, pomagających w zwalczaniu bakterii opornych na antybiotyki.
Niektóre antybiotyki działają na określone bakterie, ale niektóre mają „szerokie spektrum”, co oznacza, że mogą zabić szeroką gamę bakterii, w tym zarówno „złe” bakterie chorobotwórcze, które powodują infekcje, jak i „dobre” bakterie żyjące w naszych jelitach i pomagające w trawieniu i innych procesach .
Karbapenemy to antybiotyki o szerokim spektrum działania, które są silne, ale często stosowane w ostateczności ze względu na ich negatywny wpływ na pożyteczne bakterie. Niektóre bakterie chorobotwórcze z klasy Enterobacteriaceae są jednak nawet oporne na karbapenemy, w tym szczepy E. coli. Te chorobotwórcze bakterie kolonizują jelita, ale mogą rozprzestrzeniać się do innych miejsc w organizmie, powodując trudne do leczenia infekcje, takie jak zakażenia krwi lub nawracające infekcje dróg moczowych.
Nowe badanie pokazuje, jak te oporne bakterie rozwijają się po zastosowaniu antybiotyków, umożliwiając im namnażanie się w jelitach, tworząc „zbiornik” bakterii chorobotwórczych. Wyniki opublikowano w czasopiśmie Nature Communications.
Więcej składników odżywczych, mniej uszkodzeń
Aby określić wpływ antybiotyków, zespół przetestował je w laboratorium na próbkach ludzkich odchodów, równolegle z eksperymentami na myszach i testami laboratoryjnymi na obecność Enterobacteriaceae (CRE) opornych na karbapenemy.
Bakterie w jelitach, „dobre” lub „złe”, potrzebują składników odżywczych, aby rosnąć i rozmnażać się. Eksperymenty wykazały, że gdy antybiotyki zabijały pożyteczne bakterie, bakterie chorobotwórcze były w stanie wykorzystać dodatkowe dostępne składniki odżywcze dzięki mniejszej konkurencji.
Zespół wykazał również, że zabijanie pożytecznych bakterii zmniejsza poziom metabolitów – produktów odpadowych, które hamują dalszy rozwój bakterii chorobotwórczych. Pomogło to w rozwoju bakterii chorobotwórczych.
Pierwszy autor Alexander Yip z Centrum Biologii Oporności Bakteriów na Wydziale Nauk Przyrodniczych Uniwersytetu Imperial powiedział: „Zrozumienie, w jaki sposób antybiotyki powodują wzrost Enterobacteriaceae opornych na karbapenemy w jelitach, oznacza, że możemy opracować nowe metody leczenia ograniczające ich rozwój w jelitach jelit, co doprowadzi do zmniejszenia liczby infekcji opornych na antybiotyki.”
Terapia mikrobiomowa
Zespół pracuje obecnie nad sposobami zakłócenia tego procesu. Po pierwsze, chcą określić, które pożyteczne bakterie mogą „prześcignąć” bakterie chorobotwórcze w przypadku braku antybiotyków: które dobre bakterie są w stanie lepiej wykorzystać te same składniki odżywcze i wytwarzać metabolity ograniczające rozwój bakterii chorobotwórczych.
Mając te informacje, mają nadzieję stworzyć „leki lecznicze na bazie mikrobiomu”. Główna badaczka, dr Julie McDonald z Wydziału Nauk Przyrodniczych Uniwersytetu Imperial, wyjaśniła: „Kiedy pacjent przyjmuje antybiotyki, możemy podać mu metabolity hamujące, aby ograniczyć rozwój opornych bakterii. Gdy pacjent zaprzestanie przyjmowania antybiotyków, możemy podać mu mieszanina pożytecznych bakterii jelitowych, która pomaga w regeneracji mikrobiomu jelitowego, przywróceniu wyczerpania składników odżywczych i przywróceniu produkcji metabolitów hamujących.
„Te leki mikrobiomowe mogą zmniejszyć ryzyko wystąpienia u pacjentów inwazyjnych infekcji opornych na antybiotyki, zmniejszyć nawroty inwazyjnych infekcji CRE u pacjentów przewlekle skolonizowanych i ograniczyć rozprzestrzenianie się CRE na podatnych pacjentów”.
Naukowcy twierdzą, że w perspektywie krótkoterminowej ich wyniki można wykorzystać do zmniejszenia ryzyka posiadania przez pacjentów rezerwuarów CRE w jelitach. Na przykład lekarze mogliby unikać przepisywania antybiotyków, które podwyższają poziom niektórych składników odżywczych i niszczą niektóre metabolity. Lekarze mogliby również badać próbki kału pacjentów pod kątem tych składników odżywczych i metabolitów, aby zidentyfikować osoby o podwyższonym ryzyku kolonizacji CRE.