Комбинация пробиотиков и антибиотиков может уничтожить лекарственно-устойчивые бактерии

В борьбе с устойчивыми к лекарствам бактериями, Исследователи Массачусетского технологического института заручились помощью полезных бактерий, известных как пробиотики.

В новом исследовании исследователи показали, что, предлагая комбинацию антибиотиков и пробиотиков, они могли уничтожить два штамма устойчивых к лекарствам бактерий, которые часто поражают раны. Для достижения этой цели, они заключили пробиотические бактерии в защитную оболочку из альгината, биосовместимый материал, который предотвращает уничтожение пробиотиков антибиотиком.

"Сейчас так много бактерий, устойчивых к антибиотикам, что является серьезной проблемой для здоровья человека. Мы думаем, что одним из способов их лечения является инкапсуляция живого пробиотика и предоставление ему возможности выполнять свою работу. "говорит Ана Якленек, научный сотрудник Института интегративных исследований рака Массачусетского технологического института им. Коха и один из главных авторов исследования.

Если в будущих испытаниях на животных и людях будет показано, что они будут успешными, комбинация пробиотик / антибиотик может быть включена в повязки для ран, где он может помочь залечить инфицированные хронические раны, говорят исследователи.

Роберт Лангер, профессор Института Дэвида Х. Коха и член Института Коха, также является старшим автором статьи, который появляется в журнале Современные материалы 17 октября. Чжихао Ли, бывший научный сотрудник Массачусетского технологического института, является ведущим автором исследования.

Бактериальные войны

Человеческое тело содержит триллионы бактериальных клеток, многие из которых полезны. В некоторых случаях, Эти бактерии помогают предотвратить инфекцию, выделяя антимикробные пептиды и другие соединения, убивающие патогенные штаммы бактерий. Другие побеждают вредные штаммы, поглощая питательные вещества и другие важные ресурсы.

Ученые ранее проверяли идею применения пробиотиков для лечения хронических ран, и они добились определенных успехов в исследованиях пациентов с ожогами, Ли говорит. Тем не мение, штаммы пробиотиков обычно не могут бороться со всеми бактериями, которые могут быть обнаружены в инфицированной ране. Комбинирование этих штаммов с традиционными антибиотиками поможет убить больше патогенных бактерий, но антибиотик, вероятно, также убьет пробиотические бактерии.

Команда Массачусетского технологического института разработала способ обойти эту проблему, инкапсулируя пробиотические бактерии, чтобы на них не воздействовал антибиотик. Отчасти они выбрали альгинат, потому что он уже используется в повязках для хронических ран, где он помогает впитывать выделения и сохраняет рану сухой. Кроме того, исследователи также обнаружили, что альгинат является компонентом биопленок, которые образуются скоплениями бактерий для защиты от антибиотиков.

«Мы изучили молекулярные компоненты биопленок и обнаружили, что для инфекции Pseudomonas, альгинат очень важен из-за его устойчивости к антибиотикам, - говорит Ли. - Однако до сих пор никто не использовал эту способность для защиты полезных бактерий от антибиотиков ».

Для этого исследования исследователи решили инкапсулировать коммерчески доступный пробиотик, известный как Bio-K +, который состоит из трех штаммов Лактобациллы бактерии. Известно, что эти штаммы убивают Метициллин-резистентный золотистый стафилококк ( MRSA ). Точный механизм, с помощью которого они это делают, неизвестен. но одна возможность состоит в том, что патогены чувствительны к молочной кислоте, продуцируемой пробиотиками. Другая возможность заключается в том, что пробиотики секретируют антимикробные пептиды или другие белки, которые убивают патогены или нарушают их способность образовывать биопленки.

Исследователи доставили инкапсулированные пробиотики вместе с антибиотиком под названием тобрамицин, который они выбрали среди других протестированных антибиотиков, потому что он эффективно убивает синегнойную палочку, другой штамм, обычно обнаруживаемый при раневых инфекциях. Когда MRSA и Pseudomonas aeruginosa, растущие в лабораторной посуде, подвергались воздействию комбинации инкапсулированного Bio-K + и тобрамицина, все патогенные бактерии были уничтожены.

"Это был довольно резкий эффект, «Он полностью уничтожил бактерии», - говорит Якленек.

Когда они попробовали тот же эксперимент с неинкапсулированными пробиотиками, пробиотики были убиты антибиотиками, позволяя MRSA бактерии, чтобы выжить.

"Когда мы использовали только один компонент, либо антибиотики, либо пробиотики, они не смогли уничтожить все патогены. Это то, что может быть очень важно в клинических условиях, когда у вас есть раны с различными бактериями, и антибиотиков недостаточно, чтобы убить все бактерии, "Ли говорит.

Лучшее заживление ран

Исследователи предполагают, что этот подход может быть использован для разработки новых типов повязок или других повязок для ран, содержащих антибиотики и пробиотики, инкапсулированные в альгинат. Прежде чем это произойдет, они планируют в дальнейшем испытать этот подход на животных и, возможно, на людях.

"Альгинат хорош тем, что он одобрен FDA, и пробиотик, который мы используем, также одобрен, - говорит Ли. - Я думаю, что пробиотики могут произвести революцию в лечении ран в будущем. С нашей работой, мы расширили возможности применения пробиотиков ».

В исследовании, опубликованном в 2016 году, исследователи продемонстрировали, что покрытие пробиотиков слоями альгината и другого полисахарида, называемого хитозаном, может защитить их от разрушения в желудочно-кишечном тракте. Это может помочь исследователям разработать способы лечения заболеваний или улучшения пищеварения с помощью пероральных пробиотиков. Еще одно возможное применение - использование этих пробиотиков для пополнения микробиома кишечника после лечения антибиотиками. которые могут уничтожить полезные бактерии одновременно с инфекцией.

• Рекомендован однократный универсальный скрининг на рост заболеваемости гепатитом С
• Определение кислотонейтрализующей способности безрецептурных антацидов