Probiotisk/antibiotisk kombination kan utrota läkemedelsresistenta bakterier

I kampen mot läkemedelsresistenta bakterier, MIT -forskare har tagit hjälp av nyttiga bakterier som kallas probiotika.

I en ny studie, forskarna visade att genom att leverera en kombination av antibiotika och probiotika, de kan utrota två stammar av läkemedelsresistenta bakterier som ofta infekterar sår. För att uppnå detta, de inkapslade de probiotiska bakterierna i ett skyddande skal av alginat, ett biokompatibelt material som förhindrar att probiotika dödas av antibiotikumet.

"Det finns så många bakterier som nu är resistenta mot antibiotika, vilket är ett allvarligt problem för människors hälsa. Vi tror att ett sätt att behandla dem är genom att inkapsla ett levande probiotikum och låta det göra sitt jobb, "säger Ana Jaklenec, en forskare vid MIT:s Koch Institute for Integrative Cancer Research och en av de högre författarna till studien.

Om det visar sig vara framgångsrikt i framtida test på djur och människor, den probiotiska/antibiotiska kombinationen kan införlivas i förband för sår, där det kan hjälpa till att läka infekterade kroniska sår, säger forskarna.

Robert Langer, David H. Koch Institute Professor och medlem av Koch Institute, är också en författare till tidningen, som visas i journalen Avancerade material den 17 oktober Zhihao Li, en tidigare MIT -gästforskare, är studiens huvudförfattare.

Bakteriekrig

Människokroppen innehåller biljoner bakterieceller, varav många är fördelaktiga. I vissa fall, dessa bakterier hjälper till att avvärja infektionen genom att utsöndra antimikrobiella peptider och andra föreningar som dödar patogena bakteriestammar. Andra konkurrerar skadliga stammar genom att ta upp näringsämnen och andra kritiska resurser.

Forskare har tidigare testat idén att applicera probiotika på kroniska sår, och de har haft viss framgång i studier av patienter med brännskador, Säger Li. Dock, de probiotiska stammarna kan vanligtvis inte bekämpa alla bakterier som skulle finnas i ett infekterat sår. Att kombinera dessa stammar med traditionella antibiotika skulle hjälpa till att döda fler av de patogena bakterierna, men antibiotikumet skulle sannolikt också döda bort de probiotiska bakterierna.

MIT -teamet utvecklade ett sätt att komma runt detta problem genom att inkapsla de probiotiska bakterierna så att de inte skulle påverkas av antibiotikumet. De valde alginat delvis eftersom det redan används i förband för kroniska sår, där det hjälper till att absorbera sekret och hålla såret torrt. Dessutom, forskarna fann också att alginat är en komponent i biofilmerna som bildar kluster av bakterier för att skydda sig mot antibiotika.

"Vi undersökte biofilmens molekylkomponenter och vi fann att för Pseudomonas -infektion, alginat är mycket viktigt för dess resistens mot antibiotika, "Säger Li." Men hittills har ingen använt denna förmåga att skydda goda bakterier mot antibiotika. "

För denna studie, forskarna valde att inkapsla en typ av kommersiellt tillgängligt probiotikum som kallas Bio-K+, som består av tre stammar av Lactobacillus bakterie. Dessa stammar är kända för att döda meticillinresistent Staphylococcus aureus ( MRSA ). Den exakta mekanismen genom vilken de gör detta är inte känd, men en möjlighet är att patogenerna är mottagliga för mjölksyra som produceras av probiotika. En annan möjlighet är att probiotika utsöndrar antimikrobiella peptider eller andra proteiner som dödar patogenerna eller stör deras förmåga att bilda biofilmer.

Forskarna levererade den inkapslade probiotiken tillsammans med ett antibiotikum som kallas tobramycin, som de valde bland andra testade antibiotika eftersom det effektivt dödar Pseudomonas aeruginosa, en annan stam som vanligen förekommer vid sårinfektioner. När MRSA och Pseudomonas aeruginosa som växer i en skål exponerades för kombinationen av inkapslad Bio-K+ och tobramycin, alla patogena bakterier utplånades.

"Det var en ganska drastisk effekt, "Säger Jaklenec." Det utrotade bakterierna helt. "

När de försökte samma experiment med icke -inkapslade probiotika, probiotika dödades av antibiotika, tillåter MRSA bakterier för att överleva.

"När vi bara använde en komponent, antingen antibiotika eller probiotika, de kunde inte utrota alla patogener. Det är något som kan vara mycket viktigt i kliniska miljöer där du har sår med olika bakterier, och antibiotika är inte tillräckligt för att döda alla bakterier, "Säger Li.

Bättre sårläkning

Forskarna föreställer sig att detta tillvägagångssätt kan användas för att utveckla nya typer av bandage eller andra sårförband inbäddade med antibiotika och alginat-inkapslade probiotika. Innan det kan hända, de planerar att ytterligare testa tillvägagångssättet hos djur och möjligen hos människor.

"Det som är bra med alginat är att det är FDA-godkänt, och det probiotika vi använder är också godkänt, ”Li säger.” Jag tror att probiotika kan vara något som kan revolutionera sårbehandlingen i framtiden. Med vårt arbete, Vi har utökat applikationsmöjligheterna för probiotika. "

I en studie som publicerades 2016, forskarna visade att beläggning av probiotika med lager av alginat och en annan polysackarid som kallas kitosan kan skydda dem från att brytas ned i mag -tarmkanalen. Detta kan hjälpa forskare att utveckla sätt att behandla sjukdomar eller förbättra matsmältningen med oralt levererade probiotika. En annan potentiell applikation är att använda dessa probiotika för att fylla på tarmmikrobiomet efter behandling med antibiotika, som kan utplåna nyttiga bakterier samtidigt som de rensar upp en infektion.

• Engångs universell screening rekommenderas för att hantera ökningen av hepatit C
• Bestämning av syranutraliserande kapacitet för OTC-antacida