De combinatie van antibiotica en probiotica kan superbacteriën doden
Een innovatieve benadering maakt gebruik van een biocompatibel materiaal om probiotische bacteriën in te kapselen en combineert deze met antibiotica om behandelingsresistente infecties aan te pakken.
Elk jaar ontwikkelen meer dan 2 miljoen mensen in de Verenigde Staten infecties die resistent zijn tegen behandeling, en ongeveer 23.000 mensen sterven als gevolg.
Deze statistieken hebben de Centers for Disease Control and Prevention (CDC) ertoe aangezet om resistentie tegen geneesmiddelen te beschouwen als "een van de grootste uitdagingen voor de volksgezondheid van onze tijd".
Daarom werken onderzoekers hard aan het ontwikkelen van ingenieuze manieren om zogenaamde superbacteriën aan te pakken - bacteriën die immuun zijn geworden voor antibioticabehandeling.
De laatste tijd hebben onderzoekers probiotica toegevoegd aan hun arsenaal tegen superbacteriën. Probiotica zijn nuttige bacteriën die in voedingsmiddelen worden aangetroffen, zoals yoghurt, kefir, augurken of misosoep.
Slechts een maand geleden, bijvoorbeeld, suggereerde een studie dat het simpelweg regelmatig consumeren van probiotica de behoefte aan antibiotica zou kunnen verminderen, waardoor de crisis op het gebied van medicijnresistentie zou kunnen worden beteugeld.
Nu gebruikten onderzoekers probiotica om een 'killer'-combinatie te creëren die twee stammen van therapieresistente bacteriën vernietigde.
De twee co-senior en corresponderende auteurs van de studie zijn Ana Jaklenec, een onderzoekswetenschapper aan het Koch Institute for Integrative Cancer Research aan het Massachusetts Institute of Technology in Cambridge, MA, en Robert Langer, de David H.Koch Institute Professor aan het MIT .
Zhihao Li is de eerste auteur van het artikel, nu gepubliceerd in het tijdschrift Geavanceerde materialen.
Alginaat gebruiken om probiotica in te kapselen
De eerste auteur van de studie legt het probleem uit van het aanpakken van antibioticaresistente infecties met probiotica.
Enerzijds, zegt hij, zijn probiotica enigszins succesvol geweest in het bestrijden van bacteriën wanneer ze op wonden werden aangebracht. Probiotica zijn echter meestal niet voldoende om alle bacteriën in een wondinfectie te vernietigen.
Aan de andere kant, zegt Li, zou het toevoegen van antibiotica aan de mix te veel bacteriën doden, inclusief de gunstige probiotica.
Dus, Li en collega's gingen op zoek naar een oplossing door de probiotica in een schaal te stoppen die hen beschermt tegen vernietiging door het antibioticum. Ze kozen een materiaal genaamd alginaat om de schaal te ontwerpen.
Alginaat viel de onderzoekers op als een goede keuze om twee belangrijke redenen. Ten eerste is het een onderdeel van de biofilm die bacteriën van nature vormen als ze zich tegen antibiotica proberen te beschermen. Ten tweede gebruiken artsen de component al bij de behandeling van wonden.
"We keken naar de moleculaire componenten van biofilms, en we ontdekten dat alginaat voor Pseudomonas-infectie erg belangrijk is vanwege de resistentie tegen antibiotica", zegt Li. "Tot nu toe heeft echter nog niemand dit vermogen gebruikt om goede bacteriën tegen antibiotica te beschermen."
Combinatie ‘uitgeroeid’ superbugs
Voor hun studie kozen Li en collega's een probioticum dat uit drie stammen bestaat Lactobacillus-bacteriën - een soort bacterie die kan doden methicilline-resistente Staphylococcus aureus (MRSA).
De onderzoekers combineerden de probiotica met het antibioticum tobramycine, waarvan bekend is dat het dodelijk is Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa).
Vervolgens pasten Li en collega's de met alginaat gecoate probiotica samen met tobramycine toe MRSA en P. aeruginosa in een petrischaal. De combinatie 'volledig uitgeroeid' de behandelingsresistente bacteriën, aldus Jaklenec.
"Het was een behoorlijk ingrijpend effect", voegt de co-senior auteur toe. Toen de onderzoekers daarentegen het experiment opnieuw creëerden zonder de alginaatcoating, doodden de antibiotica de probiotica, die op hun beurt de MRSA bacteriën.
"Toen we slechts één component gebruikten, antibiotica of probiotica, konden ze niet alle ziekteverwekkers uitroeien", meldt Li. "Dat is iets dat erg belangrijk kan zijn in klinische omgevingen waar je wonden hebt met verschillende bacteriën, en antibiotica zijn niet genoeg om alle bacteriën te doden."
De onderzoekers hopen dat hun aanpak de drugresistentiecrisis zal aanpakken en zijn van plan deze te testen bij dieren en mensen.
“Er zijn nu zoveel bacteriën die resistent zijn tegen antibiotica, wat een ernstig probleem is voor de menselijke gezondheid. We denken dat een manier om ze te behandelen is door een levend probioticum in te kapselen en het zijn werk te laten doen, ”zegt Jaklenec.
"Het goede aan alginaat is dat het [U.S. Food and Drug Administration] goedgekeurd, en het probioticum dat we gebruiken, is ook goedgekeurd, ”voegt Li toe.
“Ik denk dat probiotica iets kunnen zijn dat de wondbehandeling in de toekomst radicaal kan veranderen. Met ons werk hebben we de toepassingsmogelijkheden van probiotica uitgebreid. ”
Zhihao Li
