Отсутствие новых антибиотиков является одной из самых серьезных проблем, стоящих перед медициной. Исследователи охотятся за новыми препаратами для борьбы с «супербактериями», через которые не могут проникнуть современные антибиотики.
Вместо того, чтобы искать лекарства, которые насильно проникают в бактерии, исследователи попробовали новый подход: обманным путем заставить бактерии поглощать молекулу, которая выглядит как пища, но сеет хаос, попав внутрь. Изучение этого подхода показывает первоначальный успех на мышах и людях.
Работа описана в выпуске журнала Science Translational Medicine от 26 сентября 2018 года. Два главных исследователя, Прадип Сингх и Кристофер Госс, являются преподавателями Медицинской школы Вашингтонского университета (UW)..
Их исследование было сосредоточено на одном супербактерии, Pseudomonas aeruginosa, которая вызывает инфекцию в легких, мочевыводящих путях, ранах и других местах. Это особая проблема у пациентов, чья способность бороться с инфекцией нарушена из-за таких заболеваний, как муковисцидоз, рак и СПИД.
Исследователи изучали галлий, потому что это металл, похожий на железо, важнейшее питательное вещество для бактерий во время инфекции.
«Тело делает все возможное, чтобы уберечь железо от бактерий, и заражающие организмы запускают специальные системы, чтобы импортировать железо и украсть его у хозяина», - сказал Сингх, старший автор и профессор микробиологии и микробиологии Университета Вашингтона. медицина.
Госс, профессор медицины и педиатрии Университета Вашингтона и первый автор статьи, описал галлий как троянского коня. «Галлий не только не питает бактерии, как железо, но даже наносит им вред».
Исследователи также обнаружили, как работает галлий. «Галлий разрушает механизмы, которые бактерии используют для создания новой ДНК, и без этого бактерии не могут размножаться», - сказал соавтор Брэдли Бритиган, профессор внутренней медицины в Медицинском центре Университета Небраски. «Для этого и других важных процессов требуется железо, а галлий - это гаечный ключ, который отключает систему».
В лабораторных исследованиях бактерии выработали устойчивость к галлию при низких показателях, а активность галлия была увеличена при использовании в сочетании с некоторыми существующими антибиотиками. Эти факторы побудили исследователей протестировать галлий на мышах, а затем и на людях.
У мышей исследователи обнаружили, что одна доза излечивает летальные инфекции легких. Затем они исследовали галлий у 20 человек с муковисцидозом (МВ) и трудноизлечимыми легочными инфекциями, вызванными устойчивыми к антибиотикам бактериями Pseudomonas.
«Наше предварительное исследование на небольшой группе людей с муковисцидозом показало, что галлий безопасен и улучшает функцию легких пациентов», - сказал Госс.«Это захватывающие результаты, но нам нужно провести дополнительные исследования, чтобы определить, можно ли превратить галлий в рутинное и безопасное лечение».
Идея нарушения питания бактерий в качестве антимикробной стратегии была выдвинута в 1800-х годах Луи Пастером, но такие методы лечения было трудно разработать.
Может ли терапия на основе галлия быть исключением? «Это наша надежда, и мы воодушевлены этими результатами, но нам нужно быть осторожными и проделать дополнительную работу, прежде чем мы узнаем», - сказал Сингх.
Исследователи из Фармацевтической школы Университета Вашингтона, Университета Джона Хопкинса, Чикагского университета, Университета Айовы и Городского университета Осаки в Японии также внесли свой вклад в это исследование.
Исследование проводилось при поддержке Национального института здравоохранения (UM1HL119073, R01HL085868, P30DK089507 и K24HL102246), Фонда муковисцидоза, Фонда Аркадии, Фонда Берроуза Велкома, Департамента США по делам ветеранов и Института Вашингтонского университета. для трансляционных наук о здоровье.