С некоторыми инфекциями MRSA можно бороться с помощью широкодоступных антибиотиков, предполагает новое исследование международного сотрудничества под руководством ученых из Кембриджского университета и Института Wellcome Sanger.
С момента открытия пенициллина внедрение антибиотиков для лечения инфекций произвело революцию в медицине и здравоохранении, спасая миллионы жизней. Однако широкое использование (и неправильное использование) лекарств привело к тому, что у некоторых бактерий выработалась резистентность, что сделало лекарства менее эффективными. В связи с тем, что в разработке находится мало новых антибиотиков, устойчивость к антибиотикам широко считается серьезной угрозой для будущего современной медицины, вызывая призрак неизлечимых инфекций.
Одной из наиболее широко используемых и клинически важных групп антибиотиков является семейство, включающее пенициллин и производные пенициллина. Первый тип резистентности к пенициллину возник, когда бактерии приобрели фермент, известный как бета-лактамаза, который разрушает пенициллин. Чтобы преодолеть это, производители лекарств разработали новые производные пенициллина, такие как метициллин, устойчивые к бета-лактамазам.
В условиях обостряющейся гонки вооружений один конкретный тип бактерий, известный как метициллин-резистентный золотистый стафилококк (MRSA), развил широко распространенную резистентность к этому классу препаратов. MRSA стал серьезной проблемой при внутрибольничных и внебольничных инфекциях, вынуждая врачей обращаться к альтернативным антибиотикам или к смеси различных препаратов, которые зачастую менее эффективны, и вызывает опасения, что даже эти препараты со временем станут неэффективными.
В предыдущем исследовании группа исследователей из Кембриджа идентифицировала изолят MRSA (образец, выращенный в культуре из инфекции пациента), который показал чувствительность к пенициллину в сочетании с клавулановой кислотой. Клавулановая кислота является ингибитором бета-лактамазы, который предотвращает разрушение пенициллина ферментом бета-лактамазы; он уже используется в качестве лекарства для лечения инфекций почек во время беременности.
В исследовании, опубликованном сегодня в журнале Nature Microbiology, группа ученых из Великобритании, Дании, Германии, Португалии и США использовала технологию секвенирования генома, чтобы определить, какие гены делают MRSA восприимчивым к этой комбинации препаратов. Они выявили ряд мутаций (изменений в последовательности ДНК), сосредоточенных вокруг белка, известного как пенициллин-связывающий белок 2a или PBP2a.
PBP2a имеет решающее значение для штаммов MRSA, поскольку позволяет им продолжать расти в присутствии пенициллина и других антибиотиков, полученных из пенициллина. Две из этих мутаций уменьшали экспрессию PBP2a (количество продуцируемого PBP2a), в то время как две другие мутации повышали способность пенициллина связываться с PBP2a в присутствии клавулановой кислоты. Общий эффект этих мутаций означает, что комбинация пенициллина и клавулановой кислоты может преодолеть устойчивость к пенициллину у части штаммов MRSA.
Затем команда изучила последовательности полных геномов разнообразной коллекции штаммов MRSA и обнаружила, что значительное количество штаммов, включая клон USA300, доминирующий штамм в Соединенных Штатах, содержат обе мутации, которые придают восприимчивость. Это означает, что один из наиболее распространенных штаммов инфекций, вызывающих MRSA, можно лечить с помощью комбинации препаратов, уже лицензированных для использования.
Используя эти знания, исследователи использовали комбинацию двух препаратов для успешного лечения инфекций MRSA у личинок моли, а затем у мышей. Их следующим шагом будет проведение дальнейшей экспериментальной работы, необходимой для клинических испытаний на людях.
Доктор Марк Холмс с факультета ветеринарной медицины Кембриджского университета, старший автор исследования, говорит: «MRSA и другие устойчивые к антибиотикам инфекции представляют собой серьезную угрозу для современной медицины, и нам срочно необходимо найти новые способы борьбы с ними. Разработка новых лекарств чрезвычайно важна, но может быть длительным и дорогостоящим процессом. Наши работы показывают, что уже широко доступные лекарства можно использовать для лечения одного из основных штаммов MRSA в мире».
Первый автор, доктор Эван Харрисон из Института Wellcome Sanger и Кембриджского университета, добавляет: «Это исследование подчеркивает важность геномного наблюдения - сбора и секвенирования репрезентативных коллекций бактериальных штаммов. с помощью геномного надзора с лабораторным тестированием штаммов на фоне широкого спектра антибиотиков мы можем обнаружить другие неожиданные бреши в броне устойчивых к антибиотикам бактерий, которые могут дать нам новые варианты лечения».
Исследование финансировалось Советом по медицинским исследованиям (MRC), Wellcome и Министерством здравоохранения.
Д-р Джессика Бонаме, глава отдела устойчивости к противомикробным препаратам в MRC, говорит: «Это исследование демонстрирует, как механистическое понимание устойчивости и доступ к клиническим данным можно использовать для поиска новых способов сдерживания и контроля инфекций с помощью существующих ресурсов."