Forskere vender sig til ældre behandlingsmetoder for nye sundhedsmæssige udfordringer

Det sidste, nogen ønsker under et ophold på hospitalet, er en hospitalserhvervet infektion. Nosokomielle infektioner, som de kaldes, er stigende, da flere patogener bliver resistente over for lægemidler, der i øjeblikket er tilgængelige. Et patogen topper listen som en af ​​de mest almindelige, en af ​​de hyppigst dødelige og en af ​​de sværeste at behandle - Acinetobacter baumannii .

Kumar Venkitanarayanan, Lektor for forskning og kandidatstudier, og professor i landbrugskollegiet, Sundhed, og naturressourcer, og hans team offentliggjorde for nylig forskning i tidsskriftet Sårmedicin beskriver, hvordan de arbejder på at ændre det.

A. baumannii er inkluderet på Verdenssundhedsorganisationens ESKAPE -liste, en samling af bakterier, der bliver mere og mere antibiotikaresistente. Med modstanden stigende, forskning i alternative behandlingsformer er altafgørende, og i nogle tilfælde viser det sig effektivt at vende tilbage til gamle behandlinger.

Infektioner af A. baumannii er særligt vanskelige at behandle, da bakterierne har et arsenal af foranstaltninger til erhvervelse af antibiotikaresistens, siger Venkitanarayanan. Bakterierne er også i stand til at danne biofilm, der styrker infektionen mod antibiotika og giver dem en øget chance for spredning, især i hospitalsmiljøer.

" A. baumannii er primært et nosokomielt patogen, der påvirker dem især med kompromitteret immunsystem, de helt unge, den meget gamle, brænde ofre, og er også rapporteret i sårene fra kampsoldater, "siger Venkitanarayanan. A. baumannii kan inficere sår og føre til især vedvarende hud- og bløddelsinfektioner og til sidst spredes, forårsager vanskeligt og undertiden umuligt at behandle systemiske infektioner såsom lungebetændelse eller urinvejsinfektioner.

I stedet for at tage den tilgang til at udvikle nye antibiotika, Venkitanarayanans forskningsgruppe ser efter ældre behandlingsmetoder for at søge efter nye strategier.

I gamle dage, metaller blev brugt som antimikrobielle behandlinger, så vi besluttede at besøge dem igen for at se, om de kunne anvendes på moderne behandlinger. "

Kumar Venkitanarayanan, professor, Landbrugskollegiet, Sundhed, og naturressourcer

Metaller og metalloider har længe været anerkendt for deres desinficerende egenskaber, og som sådan er blevet brugt til fødevarekonservering, desinfektion af vand, rengøringsprodukter, og til sårbehandling. Forskerne screenede metaller for deres antimikrobielle virkning og fandt selen, en metalloid, at være lovende. Ud over potentielle antimikrobielle anvendelser, selen er også et mikronæringsstof, der er vigtigt for immunsystemets funktion, nukleinsyresyntese, samt andre fysiologiske processer.

Forskerne bestemte først den mindste mængde selen, der er nødvendig for at hæmme bakteriernes virulens, eller evnen til at forårsage sygdom. Med denne tilgang, Venkitanarayanan siger, at bakterierne stadig er i stand til at vokse, men er ikke i stand til at inficere værten så effektivt.

Da bakterier udvikler resistens over for lægemidler, når deres overlevelse påvirkes, ved sub-dødelige antivirulenskoncentrationer, bakterierne er mindre tilbøjelige til at udvikle antibiotikaresistens. Også, på disse niveauer, lægemidlerne er mindre tilbøjelige til at have negative virkninger på patienten, f.eks. såsom hvad der ses med antibiotika, hvor værtsmikrobiomet påvirkes af behandlingen.

Næste, teamet simulerede et sår ved at dyrke celler og sårvæsker i en modelmatrix. Sårmatrixmodellen blev derefter podet med bakterierne, med eller uden den mængde selen, der er nødvendig for at hæmme A. baumannii virulens.

Biofilmene behandlet med eller uden blev observeret under scanningselektronmikroskoper, og DNA -analyse blev udført for at vurdere, om der var nogen genetiske ændringer efter eksponering for selen.

Forskerne udførte også assays for at bestemme, hvor effektivt bakterierne kunne klæbe til og invadere hudceller både med og uden selen.

Bakterier kan anvende forskellige strategier til at kolonisere en vært, fra tykke belægninger for at undgå udtørring eller penetration fra lægemidler, til midler til at knytte sig til og komme ind i værten. Det ser ud til, at selen har måder at adskille flere strategier på A. baumannii .

Hvad forskerne fandt ud af var, at for kulturer udsat for selen, biofilmarkitekturen for disse kulturer blev reduceret betydeligt, efterlader biofilmen diffus og nedbrudt. Tilsvarende den genetiske analyse efter behandlingen afslørede betydelig nedregulering af gener forbundet med biofilmproduktion. Selen reducerede også bakteriens evne til at klæbe til og invadere hudceller.

"Der er ingen klare data for, hvordan selen virker. Der ser ud til at være toksicitet mod bakteriens ydre membran, og det kan også forårsage toksicitet mod DNA'et, potentielt i gener, der er involveret i oprettelse af biofilm, "siger Venkitanarayanan.

At studere disse nøjagtige mekanismer er de næste skridt forskerne vil tage, dermed komme et skridt tættere på kliniske anvendelser.

Selvom de nøjagtige virkningsmekanismer for selen ikke er kendt på nuværende tidspunkt, Venkitanarayanan siger, at det er vigtigt at undersøge denne type muligheder. Hans gruppe har undersøgt selens effekt til behandling af andre infektioner, såsom enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC) og Clostridium difficile ( C. diff ). Efterhånden som der opstår mere antibiotikaresistens ved behandling af forskellige bakterielle infektioner, Venkitanarayanan siger, at det er vigtigt at se tilbage på behandlinger, der virkede engang.

"Selvom vi gør brug af de gamle metoder i samspil med moderne antibiotika, det er bedre end slet ikke at kunne bruge noget. "

• Forskere studerer virkningerne af hyperoxi på lungeudviklingen af ​​kimfrie nyfødte mus
• Forskere opdager nye molekylære drivere til Parkinsons sygdom