Дослідники повідомили про новий спосіб лікування інфекцій сечовивідних шляхів (ІМП) у мишей без використання антибіотиків
A інфекції сечовивідних шляхів (ІМП) – це інфекція будь-якої частини сечовивідної системи – нирки, сечоводів, сечового міхура або уретри. Більшість таких інфекцій атакують і вражають нижні сечовивідні шляхи, тобто сечовий міхур і уретру. ІМП викликаються мікроорганізмами, як правило, бактеріями, які живуть у кишечнику, а потім поширюються на сечовивідні шляхи. Це найпоширеніший і рецидивуючий тип бактеріальної інфекції, і ІСШ може розвинутися у людини будь-якого віку чи статі. За оцінками, близько 100 мільйонів людей щороку заражаються ІСШ, і майже 80 відсотків ІСШ спричинені бактерії Escherichia coli (E. Coli). Ці бактерії нешкідливо живуть у кишечнику, але можуть поширюватися до отвору сечовивідних шляхів і до сечового міхура, де вони можуть викликати проблеми. ІСШ мають рецидивуючий характер, оскільки бактеріальні популяції з кишечника постійно заповнюють сечовивідні шляхи хвороботворними бактеріями. Симптоми включають біль і печіння під час сечовипускання, і ці бактерії також можуть потрапити до нирок, викликаючи біль і лихоманку, і вони можуть навіть досягти кровотоку. Такі бактеріальні інфекції лікують за допомогою пероральних ліків, які називаються антибіотиками. На жаль, у лікарів не вистачає пероральних антибіотиків для лікування таких інфекцій, головним чином тому, що бактерії, які їх викликають, з кожним днем стають все більш стійкими до цих антибіотиків, і тому більшість антибіотиків, які сьогодні доступні в аптеці, більше не працюють. Антибіотик резистентність зростає в усьому світі, і один із прикладів, який чітко показує, де ми зазнали невдачі, — це зростання резистентних штамів бактерій E. Coli, оскільки вони є відповідальними за викликання більшості ІМП. У таких випадках, коли інфекція виникає, її лікують антибіотиками з першого разу, але коли вона виникає знову і знову, від 10 до 20 відсотків випадків не реагують на антибіотик, який використовувався раніше. Для лікування повторних ІСШ у лікарів немає іншого вибору, окрім як призначати старі, менш ефективні антибіотики, або вони повинні вводити ліки в кров, оскільки пероральна доза, прийнята через рот, більше не діє.
Альтернативний препарат для ІСШ
A new Дослідження, проведене дослідниками Медичної школи Вашингтонського університету в Сент-Луїсі, США, демонструє новий спосіб лікування ІСШ без використання антибіотиків. Основна мета полягає в тому, щоб заблокувати бактеріям прилипання або прикріплення до сечовивідних шляхів і, таким чином, лікування інфекція роблячи цей підхід абсолютно новим способом вирішення проблеми ІМП та стійкості до антибіотиків, забезпечуючи альтернативу нашій залежності від антибіотиків. Коли викликають ІМП, бактерії E. Coli.спершу захоплюється цукрами на поверхні сечового міхура за допомогою довгих структур, схожих на волосся, які називаються пілі. Ці пілі схожі на «липучки», які дозволяють бактеріям прилипати до тканин і, таким чином, процвітати та викликати інфекцію. The бактерії Пілі, отже, дуже важливі, а цукор, з яким вони пов’язані, різний Е. Колі. видно, що він надає перевагу певному цукру, який називається маноза. Дослідники створили хімічно модифіковану версію манози, яка називається манозидом, і коли вони вивільнили ці манозиди, бактерії через пілі замість цього захопили молекули маннозидів, і, отже, вони були зметені геть, оскільки ці маннозиди були вільно текучими молекулами, які, нарешті, змивалися з сечею. Цукор-галактоза приєднується до адгезивних білків на кінці пілі бактерій. Подібним чином дослідники створили галактозид проти цієї галактози, і після протидії галактозиду галактозі бактерії причепилися до галактозиду замість галактози, яка закріплена в сечовивідних шляхах. The бактерії обдурили! Щоб перевірити значення галактозиду, один раз Е.Колі. мишам вводили галактозид або плацебо. Було помічено, що кількість бактерій у сечовому міхурі та нирках значно зменшилася. Обидва ці види лікування разом були найефективнішими: бактерії в сечовому міхурі зменшилися в рази, а в нирках вони були майже знищені.
Ці два різних інгібітора мають синергетичний терапевтичний ефект, оскільки обидва ці процеси беруть участь у процесі приєднання під час інфекції. Бактеріальні пілі, які приєднуються до манози, відіграють важливу роль у сечовому міхурі, тоді як галактоза, що приєднується до манози, більш важлива в нирках. Не дозволяючи бактеріям причепитися до цих цукрів, це може допомогти боротися з інфекцією в сечовому міхурі та нирках. Це дослідження, опубліковане в Праці Національної академії наук США є обнадійливим і пропонує новий молекулярний підхід «приманки», щоб обдурити бактерії та вимити їх із системи. Пілюс, який використовувався як мішень у цьому дослідженні, знайдений у більшості штамів E. Coli.і в інших бактеріях також. Теоретично, лікування манозидом може змити багато інших бактерій, подібно до того, як антитіло вбиває додаткові бактерії разом із мішенню. Але це може викликати дисбаланс і призвести до зростання шкідливих бактерій і знищення корисних бактерій. Щоб зрозуміти події, дослідники виміряли склад мікробіома кишечника після цього лікування манозидом. Він мав мінімальний вплив на інші кишкові бактерії, які не були відповідальними за ІСШ. Це різко контрастує з масовими змінами в кількості багатьох видів мікробів, які спостерігаються після лікування бактеріальної інфекції антибіотиками.
Дуже сподівається на майбутнє
Хоча штам бактерій не був повністю усунутий, результати все ж обнадійливі. Оскільки бактерії не можуть утримуватися в організмі, вони мають меншу ймовірність викликати резистентність, оскільки, на відміну від антибіотиків, препарат не змушує бактерії вмирати або розвивати резистентність, щоб вижити. Кінцева мета полягає в тому, щоб запобігти поширеній проблемі повторних інфекцій сечовивідних шляхів шляхом надання альтернативи антибіотикам. Це набуває великої актуальності через світову кризу антибактеріальної стійкості. Поки що ці висновки були доведені на мишах, і зараз планується тестування на людях. Оскільки першим кроком для багатьох хвороботворних бактерій є зв’язування цукру на поверхні всередині тіла, цей підхід можна застосувати до інших патогенів, крім E. палички. Виявивши такі білки, які бактерії, ймовірно, використовуватимуть для прикріплення до певних ділянок, ми повинні мати можливість розробити сполуки, щоб інгібувати їх зв’язування. Однак до того, як галактозид почне випробування на людях, необхідні подальші дослідження, щоб показати, що він не токсичний і може всмоктуватися в кровообіг при прийомі всередину. Тим не менш, це важливий крок до розробки альтернатив антибіотикам. Оскільки манозид не є антибіотиком, його потенційно можна використовувати для лікування ІСШ, які також спричинені стійкими до антибіотиків штамами бактерій. Компанія під назвою Fimbrion Therapeutics, співзасновником якої є провідні автори цього дослідження, розробляє манозиди та інші препарати як потенційні засоби лікування ІСШ. Фімбріон працює з фармацевтичним гігантом GlaxoSmithKline над доклінічним розробкою манозидів для використання в боротьбі з ІСШ у людей.
***
{Ви можете прочитати оригінальну дослідницьку роботу, натиснувши посилання DOI, наведене нижче в списку цитованих джерел(ів)}
Джерела
Kalas V та ін. 2018. Відкриття на основі структури глікоміметичних лігандів FmlH як інгібіторів бактеріальної адгезії під час інфекції сечовивідних шляхів. Праці Національної академії наук. https://doi.org/10.1073/pnas.1720140115
