U novoj studiji, istraživači su pokazali da su isporukom kombinacije antibiotskih lijekova i probiotika, mogli bi iskorijeniti dva soja bakterija rezistentnih na lijekove koji često zaraze rane. Da biste to postigli, inkapsulirali su probiotičke bakterije u zaštitnu ljusku od alginata, biokompatibilan materijal koji sprječava probiotike da ubiju antibiotik.
"Sada postoji toliko bakterija koje su otporne na antibiotike, što predstavlja ozbiljan problem za zdravlje ljudi. Smatramo da je jedan od načina liječenja tako da inkapsuliramo živi probiotik i pustimo ga da radi svoj posao, "kaže Ana Jaklenec, znanstvenik istraživač na Institutu za integrativna istraživanja raka MIT -a Koch i jedan od viših autora studije.
Ako se pokaže uspješnim u budućim ispitivanjima na životinjama i ljudima, kombinacija probiotika/antibiotika mogla bi se ugraditi u obloge za rane, gdje bi moglo pomoći u liječenju zaraženih kroničnih rana, kažu istraživači.
Robert Langer, profesor Instituta David H. Koch i član Instituta Koch, također je viši autor rada, koji se pojavljuje u časopisu Napredni materijali 17. listopada Zhihao Li, bivši gostujući znanstvenik s MIT -a, je vodeći autor studije.
Bakterijski ratovi
Ljudsko tijelo sadrži trilijune bakterijskih stanica, od kojih su mnoge korisne. U nekim slučajevima, te bakterije pomažu u obrani od infekcije izlučivanjem antimikrobnih peptida i drugih spojeva koji ubijaju patogene sojeve bakterija. Drugi nadmašuju štetne sojeve uzimajući hranjive tvari i druge kritične resurse.
Znanstvenici su prethodno testirali ideju primjene probiotika na kronične rane, i imali su izvjestan uspjeh u studijama pacijenata s opeklinama, Kaže Li. Međutim, sojevi probiotika obično se ne mogu boriti protiv svih bakterija koje bi se našle u zaraženoj rani. Kombinacija ovih sojeva s tradicionalnim antibioticima pomogla bi ubiti više patogenih bakterija, ali bi antibiotik vjerojatno ubio i probiotičke bakterije.
Tim MIT -a smislio je način da zaobiđe ovaj problem inkapsuliranjem probiotičkih bakterija kako na njih ne bi utjecao antibiotik. Odabrali su djelomično alginat jer se već koristi u zavojima za kronične rane, gdje pomaže upijanju sekreta i održava ranu suhom. Dodatno, istraživači su također otkrili da je alginat sastavni dio biofilmova koje stvaraju skupine bakterija kako bi se zaštitile od antibiotika.
"Pogledali smo molekularne komponente biofilmova i otkrili da za infekciju Pseudomonas, alginat je vrlo važan zbog svoje otpornosti na antibiotike, "Li kaže." Međutim, do sada nitko nije koristio tu sposobnost za zaštitu dobrih bakterija od antibiotika. "
Za ovu studiju, istraživači su odlučili inkapsulirati vrstu komercijalno dostupnog probiotika poznatog kao Bio-K+, koji se sastoji od tri soja od Lactobacillus bakterija. Poznato je da ti sojevi ubijaju Staphylococcus aureus otporan na meticilin ( MRSA ). Točan mehanizam kojim to čine nije poznat, ali jedna je mogućnost da su patogeni osjetljivi na mliječnu kiselinu koju proizvode probiotici. Druga je mogućnost da probiotici luče antimikrobne peptide ili druge proteine koji ubijaju patogene ili ometaju njihovu sposobnost stvaranja biofilmova.
Znanstvenici su isporučili inkapsulirane probiotike zajedno s antibiotikom koji se zove tobramicin, koje su odabrali među ostalim testiranim antibioticima jer učinkovito ubija Pseudomonas aeruginosa, još jedan soj koji se obično nalazi u infekcijama rana. Kada MRSA i Pseudomonas aeruginosa koji raste u laboratorijskoj posudi bili su izloženi kombinaciji inkapsuliranog Bio-K+ i tobramicina, sve patogene bakterije su izbrisane.
"To je bio prilično drastičan učinak, "Kaže Jaklenec." Potpuno je iskorijenila bakterije. "
Kad su pokušali isti eksperiment s nekapsuliranim probioticima, probiotici su ubijeni antibioticima, dopuštajući MRSA bakterija za opstanak.
"Kad smo koristili samo jednu komponentu, antibiotici ili probiotici, nisu mogli iskorijeniti sve patogene. To je nešto što može biti vrlo važno u kliničkim okruženjima gdje imate rane s različitim bakterijama, i antibiotici nisu dovoljni da ubiju sve bakterije, “Kaže Li.
Bolje zacjeljivanje rana
Istraživači zamišljaju da bi se ovaj pristup mogao koristiti za razvoj novih vrsta zavoja ili drugih zavoja za rane ugrađenih antibioticima i probioticima inkapsuliranim alginatima. Prije nego što se to može dogoditi, planiraju dodatno testirati pristup na životinjama, a moguće i na ljudima.
"Dobra stvar kod alginata je to što ga je odobrila FDA, odobren je i probiotik koji koristimo, "Li kaže." Mislim da probiotici mogu biti nešto što bi moglo revolucionirati liječenje rana u budućnosti. Svojim radom, proširili smo mogućnosti primjene probiotika. "
U studiji objavljenoj 2016. istraživači su pokazali da ih premazivanje probiotika slojevima alginata i drugog polisaharida zvanog hitozan može zaštititi od razgradnje u gastrointestinalnom traktu. To bi moglo pomoći istraživačima da razviju načine liječenja bolesti ili poboljšaju probavu uz oralno davane probiotike. Druga potencijalna primjena je upotreba ovih probiotika za obnavljanje crijevnog mikrobioma nakon liječenja antibioticima, koje mogu istrijebiti korisne bakterije u isto vrijeme kad očiste infekciju.