Forskere vender seg til eldre behandlingsmetoder for nye helseutfordringer

Det siste noen ønsker seg under et opphold på sykehuset er en sykehuservervet infeksjon. Nosokomielle infeksjoner, som de kalles, er på vei oppover etter hvert som flere patogener blir resistente mot legemidler som for tiden er tilgjengelige. Ett patogen topper listen som en av de vanligste, en av de mest dødelige, og en av de vanskeligste å behandle - Acinetobacter baumannii .

Kumar Venkitanarayanan, Førsteamanuensis for forskning og hovedfagsstudier, og professor ved College of Agriculture, Helse, og naturressurser, og teamet hans publiserte nylig forskning i tidsskriftet Sårmedisin beskriver hvordan de jobber med å endre det.

A. baumannii er inkludert på Verdens helseorganisasjons ESKAPE -liste, en samling bakterier som blir stadig mer antibiotikaresistente. Med motstand på vei oppover, forskning på alternative terapier er avgjørende, og i noen tilfeller viser det seg å være effektivt å gå tilbake til gamle behandlinger.

Infeksjoner av A. baumannii er spesielt vanskelig å behandle siden bakteriene har et arsenal av tiltak for å skaffe antibiotikaresistens, sier Venkitanarayanan. Bakteriene er også i stand til å danne biofilmer som styrker infeksjonen mot antibiotika og gir dem økt sjanse for å spre seg, spesielt i sykehusmiljøer.

" A. baumannii er først og fremst et nosokomielt patogen som påvirker dem spesielt med nedsatt immunsystem, de aller minste, den veldig gamle, brenne ofre, og er også rapportert i sårene til kampsoldater, "sier Venkitanarayanan. A. baumannii kan infisere sår og føre til spesielt vedvarende hud- og bløtvevsinfeksjoner og til slutt spre seg, forårsaker vanskelig og noen ganger umulig å behandle systemiske infeksjoner som lungebetennelse eller urinveisinfeksjoner.

I stedet for å ta tilnærmingen til å utvikle nye antibiotika, Venkitanarayanans forskningsgruppe ser etter eldre behandlingsmetoder for å søke etter nye strategier.

I gamle dager, metaller ble brukt som antimikrobielle behandlinger, så vi bestemte oss for å gå tilbake til dem for å se om de kunne brukes på dagens behandlinger. "

Kumar Venkitanarayanan, professor, Landbrukshøgskolen, Helse, og naturressurser

Metaller og metalloider har lenge vært anerkjent for sine desinfiserende egenskaper, og som sådan blitt brukt i konservering av mat, desinfeksjon av vann, rengjøringsprodukter, og for sårbehandling. Forskerne undersøkte metaller for deres antimikrobielle effekt og fant selen, en metalloid, å være lovende. I tillegg til potensielle antimikrobielle bruksområder, selen er også et mikronæringsstoff som er viktig for immunsystemets funksjon, nukleinsyresyntese, så vel som andre fysiologiske prosesser.

Forskerne bestemte først minimumsmengden selen som trengs for å hemme bakteriens virulens, eller evnen til å forårsake sykdom. Med denne tilnærmingen, Venkitanarayanan sier at bakteriene fremdeles er i stand til å vokse, men klarer ikke å infisere verten like effektivt.

Siden bakterier utvikler resistens mot legemidler når deres overlevelse påvirkes, ved sub-dødelige antivirulenskonsentrasjoner, det er mindre sannsynlig at bakteriene utvikler antibiotikaresistens. Også, på disse nivåene, stoffene har mindre sannsynlighet for å ha negative effekter på pasienten, for eksempel, slik som det man ser med antibiotika der vertsmikrobiomet påvirkes av behandlingen.

Neste, teamet simulerte et sår ved å dyrke celler og sårvæsker i en modellmatrise. Sårmatrisemodellen ble deretter inokulert med bakteriene, med eller uten mengden selen som trengs for å hemme A. baumannii virulens.

Biofilmene behandlet med eller uten ble observert under skanningelektronmikroskoper, og DNA -analyse ble utført for å vurdere om noen genetiske endringer fant sted etter eksponering for selen.

Forskerne utførte også analyser for å bestemme hvor effektivt bakteriene kunne feste seg til og invadere hudceller både med og uten selen.

Bakterier kan bruke forskjellige strategier for å kolonisere en vert, fra tykke belegg for å unngå uttørking eller penetrasjon fra legemidler, til midler for å feste seg til og ta seg inn i verten. Det ser ut til at selen har måter å demontere flere strategier på A. baumannii .

Det forskerne fant var at for kulturer utsatt for selen, biofilmarkitekturen til disse kulturene ble betydelig redusert, etterlater biofilmen diffus og brutt ned. Tilsvarende, den genetiske analysen etter behandlingen avslørte betydelig nedregulering av gener knyttet til biofilmproduksjon. Selen reduserte også bakteriell evne til å feste seg til og invadere hudceller.

"Det er ingen klare data for hvordan selen fungerer. Det ser ut til å være toksisitet mot bakteriens ytre membran, og det kan også forårsake toksisitet mot DNA, potensielt i gener som er involvert i biofilmskaping, "sier Venkitanarayanan.

Å studere disse eksakte mekanismene er de neste trinnene forskerne vil ta, dermed komme et skritt nærmere kliniske applikasjoner.

Selv om de eksakte virkningsmekanismene for selen ikke er kjent på dette tidspunktet, Venkitanarayanan sier det er viktig å utforske denne typen alternativer. Gruppen hans har undersøkt selens effekt for behandling av andre infeksjoner som enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC) og Clostridium difficile ( C. diff ). Etter hvert som det oppstår mer antibiotikaresistens ved behandling av forskjellige bakterielle infeksjoner, Venkitanarayanan sier at det er viktig å se tilbake på behandlinger som fungerte en gang.

"Selv om vi bruker de gamle metodene sammen med moderne antibiotika, det er bedre enn å ikke kunne bruke noe som helst. "

• Forskere studerer effekten av hyperoksi på lungeutviklingen av bakteriefri nyfødte mus
• Forskere oppdager nye molekylære drivere av Parkinsons sykdom