Un aminoacid îmbunătățește eficiența antibioticelor de ultimă generație
La nivel mondial, rezistența la antibiotice este responsabilă pentru milioane de decese anual, iar Organizația Mondială a Sănătății avertizează asupra creșterii numărului de infecții rezistente.
Colistina este un antibiotic de rezervă utilizat când alte tratamente eșuează, însă infecțiile rezistente la colistin sunt în creștere, ceea ce pune oamenii în pericol și accentuează necesitatea unor noi abordări terapeutice.
Cercetările recente din laboratoare și studii pe animale sugerează o modalitate promițătoare de a resensibiliza patogenii la antibiotic. Această săptămână, în publicația Microbiology Spectrum, cercetătorii din China au raportat că asocierea colistinei cu L-arginina, un aminoacid, a restaurat sensibilitatea la medicament în bacterii cu gene rezistente la colistin. Această combinație modifică membrana celulară, permițând colistinei să pătrundă în interior. Această intrare declanșează producția intracelulară de specii reactive de oxigen, care omoară bacteria. În experimentele efectuate pe șoareci, combinația a tratat eficient infecțiile cauzate de patogeni rezistenți la colistin.
Această abordare duală reprezintă o strategie rațională pentru a depăși rezistența la colistin.
Colistina a fost aprobată pentru prima dată în 1959 pentru utilizarea în infecții amenințătoare de viață cauzate de bacterii Gram-negative, dar a fost evitată pe scară largă din cauza toxicității ridicate și a efectelor secundare severe. Apariția superbacteriilor, bacterii patogene rezistente la antibiotice puternice, în anii 1990 a dus la utilizarea din ce în ce mai frecventă a acestui medicament ca tratament de rezervă. Complicând situația, genele care conferă rezistență la colistin se răspândesc prin mici fragmente de ADN numite plasmide, pe care bacteriile le împărtășesc cu ușurință.
În ultimii ani, cercetătorii au investigat diverse strategii pentru a resensibiliza bacteriile la colistin, combinând antibiotic cu materiale nano sau alte medicamente. Metabolitele, care sunt produse de organism în timpul metabolismului, arată o anumită activitate antibiotică și au fost studiate ca potențiali stimulatori datorită modului în care remodelază interacțiunile dintre patogeni și antibiotic. Aminoacizii, însă, au primit mai puțină atenție, a menționat Tian.
Tian și colaboratorii săi s-au concentrat asupra L-argininei, un aminoacid ce a demonstrat în studii anterioare că îmbunătățește eficacitatea unui antibiotic în infecții rezistente. Aceștia au descoperit că asocierea a ucis rapid tulpinile de Escherichia coli cu gena mcr-1, care conduce la rezistența în microbii rezistenți la colistin. Colistina și L-arginina administrate singure au arătat o activitate antibacteriană minimă.
Această descoperire i-a determinat să testeze efectul asupra șoarecilor infectați cu o tulpină rezistentă la colistin de E. coli în peritoneu, țesutul subțire care acoperă organele interne. După 72 de ore, rata de supraviețuire a șoarecilor tratați cu colistin și L-arginină a fost de 80%, mult mai mare decât rata celor tratați cu colistin singur (40%) sau L-arginină singur (0%). Analizele suplimentare au arătat că șoarecii tratați cu combinația au eliminat de asemenea mai multe bacterii patogene din organele principale. Observațiile realizate cu microscoape electronice de scanare și alte metode de imagistică au relevat modificări în dimensiunea și structura bacteriilor, inclusiv alterări ale membranei celulare.
Cercetătorii au utilizat apoi secvențierea transcriptomului pentru a explora mecanismul prin care funcționează combinația de medicamente. Aceștia au corelat reducerea expresiei anumitor gene legate de metabolism cu modul în care L-arginina amplifică efectele dăunătoare ale colistinei asupra membranei.
Descoperirile sugerează că disfuncția membranei prin combinația de medicamente ar putea fi o potențială terapie. Cu toate acestea, Tian avertizează că sunt necesare teste suplimentare pentru a asigura siguranța și eficacitatea înainte de a putea fi utilizate pentru a ajuta pacienții, iar bacteriile rezistente la colistin utilizate în experiment s-ar putea să nu reprezinte întreaga gamă de tulpini care cauzează infecții rezistente.
Cu toate acestea, cercetătorii sunt optimiști, numind combinația o modalitate „ușor de tradus” pentru a păstra beneficiile unui antibiotic de rezervă critic.
