Минус одна угроза вымирания. Ученые узнали, как лекарства могут повлиять на устойчивость к антибиотикам

29 июля 2021, 21:00
НВ Премиум
Цей матеріал також доступний українською
Супербактерии — штаммы опасных инфекций, которые могут противостоять нескольким антимикробным препаратам (Фото:nobeastsofierce/stock.adobe.com)

Супербактерии — штаммы опасных инфекций, которые могут противостоять нескольким антимикробным препаратам (Фото:nobeastsofierce/stock.adobe.com)

Открытие антибиотиков полностью изменило медицину в 20 веке, поэтому сегодня уже нельзя представить себе жизнь без них, но что если это лекарство станет бесполезным?

В таком случае люди буду умирать от простых инфекционных заболеваний, вызванных бактериями.

Чем больше в обиходе находятся антибиотики, тем лучше бактерии начинают приспосабливаться к ним, и их становится все труднее убить — это явление называется устойчивостью к антибиотикам.

Видео дня

ВОЗ называет это «одной из самых больших угроз глобальной безопасности и развитию в области здравоохранения сегодня», пишет BBC.

Особую опасность представляют супербактерии — штаммы опасных инфекций, которые могут противостоять нескольким антимикробным препаратам.

Согласно исследованию, опубликованному в eLife, ученые предложили новую структуру, которая может пролить свет на то, как будет развиваться устойчивость к антибиотикам в ответ на различные комбинации лечения.

Исследование, проведенное совместно с биофизиком из Мичиганского университета Кевином Вудом, может помочь медикам подобрать время, дозу и последовательность антибиотиков для лечения распространенных инфекций, чтобы предотвратить угрозу, назревающую в связи с устойчивостью к антибиотикам.

Комбинации лекарств являются одним из многообещающих подходов, чтобы предотвратить появление супербактерий.

Пока ученые достоверно не знают, как именно комбинированная терапия может на это повлиять, особенно в клинических условиях

«Взаимодействие между антибиотиками может ускорить, уменьшить или даже обратить вспять развитие устойчивости, а устойчивость к одному лекарству может также влиять на устойчивость к другому. В этих взаимодействиях участвуют гены, конкурирующие пути эволюции и внешние факторы стресса, что делает сложным сценарий для разбора », — объясняет первый автор Эрида Джини, научный сотрудник отдела математики, Instituto Superior Tecnico, Университет Лиссабон, Португалия.

В своем исследовании ученые взяли фундаментальное измерение приспособленности микробов — скорость их роста, измеряемую простой кривой роста во времени — и связали это с устойчивостью к двум теоретическим лекарствам. В модели они предположили, что устойчивые к лекарствам супербактерии реагируют на высокую концентрацию лекарства точно так же, как чувствительные к лекарству клетки реагируют на низкую концентрацию лекарства.

Это предположение, базируюшееся на масштабировании, означает, что поведение этих мутантов при росте может выводиться из поведения чувствительных клеток, просто измеряя их рост в диапазоне концентраций. Затем команда связала это предположение с известной статистической зависимостью, называемой уравнением Прайса (первый формальный метод для иерархического анализа естественного отбора), чтобы объяснить, как лекарственные взаимодействия и перекрестная резистентность влияют на то, как популяции количественно развивают резистентность и адаптируются к комбинациям лекарств.

Эта модель масштабирования показала, что отбор признаков устойчивости определяется как взаимодействием лекарств, так и перекрестной резистентностью (когда клетки развивают устойчивость к одному из лекарств и одновременно становятся устойчивыми ко второму лекарству). Смесь двух препаратов в модели приводит к заметно разным траекториям роста и скорости адаптации роста, в зависимости от того, как лекарства взаимодействуют.

Например, адаптацию роста можно замедлить с помощью лекарств, которые взаимно ослабляют друг друга — лекарств, которые взаимодействуют «антагонистически», — но эффект можно смягчить или даже обратить вспять, если устойчивость к одному лекарству сильно коррелирует с устойчивостью к другому. Предсказания модели помогают объяснить противоречивое поведение, наблюдавшееся в прошлых экспериментах, Enterococcus faecalis.

Создав базовую модель, команда затем добавила влияние мутаций на лекарственную устойчивость. Они рассмотрели два разных пути накопления мутаций: в первом существовал единый путь между наследственной генетикой и всеми возможными комбинациями мутаций. Во втором они предположили, что мутации должны возникать в определенной последовательности. Они использовали теоретическую комбинацию двух препаратов, одно в более высокой дозе, чем другое, и обнаружили, что последовательный путь ведет к более медленной адаптации роста, отражая его эволюцию до первого наиболее приспособленного мутанта перед дальнейшей адаптацией.

Помимо возможности включить в модель мутации, команда также проверила, могут ли они предсказать эффекты различных сроков и последовательностей лечения антибиотиками. Они изучили два последовательных режима, A и B, основанные на различных комбинациях доз тигециклина и ципрофлоксацина. Они обнаружили, что как уровень устойчивости к двум препаратам, так и скорость роста увеличиваются во время лечения, как и ожидалось. Но динамика этого увеличения зависит от относительной продолжительности каждого лечения и общей продолжительности лечения.

«В отличие от классических генетических подходов к изучению лекарственной устойчивости, мы использовали простые предположения о масштабировании — то, что обычно используется в физике, — чтобы значительно снизить сложность проблемы. Этот подход помогает нам распутать ряд конкурирующих эволюционных эффектов и может в конечном итоге предложить основу для оптимизации зависящего от времени лечения с использованием нескольких лекарственных препаратов», — заключает соавтор Вуд, доцент кафедры УМ Биофизика и физика.

К чему приведет устойчивость?

Стоить отметить, что ученым все больше становится известно об устойчивости, которая активно распространяются, — это может ввести в тупик системы здравоохранения, которые каждый день получают вызов от инфекционных заболеваний.

Устойчивость затрудняет лечение некоторых заболеваний, таких как менингит, пневмония или туберкулез.

Возможно, понадобятся более сильные и дорогие лекарства, или больше времени на выздоровление, не говоря уже о риске развития других проблем со здоровьем.

Устойчивость также затрудняет уход за людьми с хроническими заболеваниями. В таком случае людям требуется другое лечение, такое как химиотерапия, операция или диализ.

В связи с проблемой, которая может быть гораздо опаснее, чем коронавирус, ученые должны сделать все, чтобы предотвратить появление супербактерий. Для этого следует активизировать разработку новых антибиотиков и вакцин, а также диагностических тестов для выявления этих мутантов. Тем временем, врачам следует прекратить ненужное использование антибиотиков и разработать более безопасные методы лечения в больницах и клиниках, а должностные лица общественного здравоохранения должны контролировать устойчивость к антибиотикам и отслеживать ее распространение.

Чтобы помочь бороться с устойчивостью к антибиотикам и защитить себя от инфекции не принимайте антибиотики, если вы не уверены, что они вам нужны.

Приблизительно 30% из миллионов выписываемых каждый год рецептов не нужны. Всегда спрашивайте своего врача, действительно ли помогут антибиотики.

Если вы уже начали принимать антибиотики — идите до конца, следуйте рецепту, даже если почувствуете себя лучше.

Если вы остановитесь до того, как инфекция будет полностью уничтожена, эти бактерии с большей вероятностью станут устойчивыми к лекарствам.

Еще один шаг к предотвращению устойчивости — это иммунизация, она может защитить вас от некоторых заболеваний, которые лечат антибиотиками. К ним относятся столбняк и коклюш.

Правовая информация. Эта статья содержит общие сведения справочного характера и не должна рассматриваться в качестве альтернативы рекомендациям врача. НВ не несет ответственности за любой диагноз, поставленный читателем на основе материалов сайта. НВ также не несет ответственности за содержание других интернет-ресурсов, ссылки на которые присутствуют в этой статье. Если вас беспокоит состояние вашего здоровья, обратитесь к врачу.

poster
Подписаться на ежедневную email-рассылку
материалов раздела Здоровье
Главные новости о здоровье, фитнесе и питании
Каждую субботу

Присоединяйтесь к нам в соцсетях Facebook, Telegram и Instagram.

Показать ещё новости
Радіо НВ
X