Каждый год в США более 35 000 человек умирают и 2,8 миллиона заболевают от инфекций, устойчивых к антибиотикам. Теперь команда под руководством профессора Еврейского университета Иерусалима (HU) Натали Балабан и доктора Маскита Бар-Меира из Медицинского центра Шаарей Цедек показала, что устойчивые бактерии можно лечить с помощью доступных в настоящее время методов лечения. В исследовании, опубликованном в журнале Science, исследователи показывают, что агрессивные бактерии можно контролировать, но только если врачи назначают лечение в течение короткого периода времени.
Как и все живые организмы, микробы, такие как бактерии, вырабатывают защиту от враждебных элементов в окружающей их среде. Одной из распространенных тактик является «толерантность», то есть бездействие во время лечения антибиотиками. Таким образом, бактерии избегают лечения антибиотиками, потому что антибиотики могут только обнаруживать и убивать растущие мишени. Однако эта промежуточная стадия, называемая «толерантностью к антибиотикам», длится всего несколько дней и не может быть обнаружена в стандартных медицинских лабораториях. Поэтому врачи упускают окно толерантности, а вместе с ним и возможность вылечить серьезную инфекцию до того, как она станет полностью устойчивой. Это короткое окно не влияет на большинство здоровых взрослых, но для тех пациентов, которые борются с инфекцией крови с ослабленной иммунной системой, это окно имеет решающее значение и может означать разницу между жизнью и смертью.
В предыдущем исследовании Балабан и аспирантка Ирит Левин-Рейсман изучали бактерии, контролируемые в лаборатории. Они разработали математическую модель, которая успешно описывала, измеряла и предсказывала, когда у бактерий разовьется толерантность к определенному антибиотику. Кроме того, они заметили, что когда у бактерий развилась толерантность к одному антибиотику, они с большей вероятностью разовьют толерантность к другим антибиотикам в коктейле. «Мы наблюдали, что бактерии приобрели толерантность в течение нескольких дней. Эти мутации толерантности затем послужили ступенькой к приобретению устойчивости и, в конечном итоге, к неэффективности лечения», - описал Балабан.
Теперь, как было опубликовано в последнем выпуске журнала Science, лаборатория Balaban из HU и доктор Цзяфэн Лю объединились с Бар-Меиром и повторили свои исследования и методику испытаний на переносимость. Только на этот раз они ежедневно анализировали бактериальные образцы от госпитализированных пациентов с опасными для жизни персистирующими инфекциями MRSA (метициллин-устойчивый золотистый стафилококк). Обнаруженная ими закономерность была поразительно похожа на результаты их лабораторных исследований: сначала у бактерий пациентов развилась толерантность, затем резистентность, и в конечном итоге лечение антибиотиками оказалось безуспешным.
Заглядывая вперед, Балабан считает, что те же самые эволюционные процессы, связанные с развитием толерантности и устойчивости к антибиотикам, вероятно, играют роль в раке и могут быть использованы для информирования о лечении. Например, опухолевые клетки могут сначала стать устойчивыми к химиотерапии, развить устойчивость к ней, а затем развить устойчивость и к другим противораковым препаратам.
В краткосрочной перспективе Балабан и Бар-Меир хотели бы дать новую надежду пациентам с опасными для жизни инфекциями, поощряя медицинские центры к внедрению разработанного ими лабораторного теста, который измеряет переносимость антибиотиков. Это считывание позволит врачам быстро и легко определить, устойчивы ли бактерии пациента к запланированному лечению антибиотиками, прежде чем оно будет назначено. Кроме того, на основе бактериального профиля пациента врачи могли бы вручную подбирать антибиотики с большей вероятностью успеха, что, как это делается в настоящее время, слепо выбирает антибиотики, к которым у пациента, возможно, уже выработалась толерантность. «Использование правильной комбинации доступных антибиотиков в самом начале может значительно увеличить выживаемость пациентов до того, как их инфекция станет устойчивой ко всем антибиотикам в нашем арсенале», - заключил Балабан.