Британські дослідники розкрили механізм, завдяки якому антибіотик останнього резерву колістин руйнує бактерії. Препарат робить отвори в зовнішній та внутрішній мембранах бактеріальної клітини, а його ефективність проти супербактерій суттєво підвищується за допомогою іншого, експериментального антибіотика. Про це написали вчені у журналі eLife.
Як вчені дійшли до своїх результатів?
Пандемія коронавірусу наочно показує, що стається, коли ми стикаємося із патогеном, проти якого не маємо зброї. Цього разу ми маємо справу із вірусом, однак невдовзі його може змінити супербактерія, проти якої не в нас не буде ефективних антибіотиків. Дедалі більше бактерій втрачають свою чутливість до антибактеріальних препаратів, чому значною мірою сприяє наше нераціонально поширене використання цих медичних засобів. Щоб врятувати пацієнтів із інфекцією, спричиненою супербактерією, лікарі іноді ще можуть застосувати антибіотики останнього резерву. Це група препаратів, до яких звертаються в останню чергу, коли всі інші ліки виявилися недієвими. До таких належить і колістин, відкритий ще у 40-х років у минулого століття. Він може боротися зі смертельно небезпечними штамами Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa та Acinetobacter baumannii, але іноді не дуже ефективно. Зробити його дієвішим заважає обмежене знання механізму його впливу на патогенів. Тому вчені з Імперського коледжу Лондона вирішили дослідити речовину.
Як вони вивчали дієвість антибіотика?
Колістин належить до антибіотиків із групи поліміксинів, які працюють через руйнування оболонки бактерій. Довгий час вважалося, що засіб працює різним чином щодо зовнішньої та внутрішньої мембрани бактерій, оскільки він націлюється на сполуки ліпополісахариди, яких дуже мало у внутрішній оболонці. Проте досліди з кишковими паличками E. coli (як чутливими, так і стійкими до антибіотиків) показали, що насправді колістин діє однаковим чином, формуючи отвори в обох мембранах мікробів через зв'язування з ліпополісахаридами.
Супербактерія Pseudomonas aeruginosa до (зліва) та після (справа) впливу колістину. Imperial College London
Використавши ці знання, вчені спробували вдосконалити антибіотик, щоб зробити його ефективнішим. Вони скомбінували його із експериментальним антибіотиком — мурепавадіном — який збільшує кількість ліпополісахариду у внутрішній мембрані бактерій. Зрештою бактеріальні клітини почали лопатися, наче повітряні кульки, через численні отвори, зроблені антибіотиком. Такий підхід до боротьби з патогенами дослідники випробували на тваринних моделях.
Наскільки такий підхід виявився ефективним?
Наступним кроком вчені випробували антибіотики на мишах, інфікованих P. aeruginosa — бактеріями, які можуть спричиняти важкі інфекції легень. Поодинці колістин та мурепавадін в низьких дозах продемонстрували обмежену ефективність. Однак у комбінації усього протягом перших трьох годин від застосування препарати призвели до 500-кратного скорочення кількості колонієутворювальних одиниць бактерій в організмі мишей.
Позаяк мурепавадін усе ще проходить наукові випробування, поки що його не можна застосовувати в медичній практиці. Однак результати дослідження показують його потенціал до комбінування із іншими препаратами, як колістин. Тому варто проводити подальші дослідження в цьому напрямку, щоб мати можливість боротися з найбільш небезпечними бактеріями.