Kunnen wetenschappers leren de medicijnresistentie van superbacteriën te omzeilen?
Wanneer bacteriën resistent worden tegen antibiotische behandelingen, vormt dit een belangrijke bedreiging voor de gezondheid, aangezien infecties zeer moeilijk - en soms zelfs onmogelijk - te behandelen worden. Maar zou een nieuwe strategie met succes het zwakke punt van superbacteriën kunnen identificeren?
Antibioticaresistentie, gedefinieerd door het gebrek aan gevoeligheid van bacteriën voor medicijnen die anders effectief tegen hen zouden zijn, is gestaag een groot probleem geworden op mondiaal niveau, waarbij wetenschappers het vaak een crisis noemen.
Onderzoekers hebben gewerkt aan het vinden van oplossingen voor deze crisis en hebben strategieën voorgesteld die zo divers zijn als het gebruik van bacteriedodende virussen of verbindingen die zijn afgeleid van veenbessen om medicijnresistente bacteriën of "superbacteriën" aan te vallen.
Het meeste onderzoek naar antibioticaresistentie was gericht op het ontwikkelen van nieuwe farmaceutische verbindingen of volledig nieuwe behandelingen die niet gebaseerd zijn op bekende antibiotica.
Onderzoekers achter een nieuwe studie van het Emory Antibiotic Resistance Center aan de Emory University School of Medicine, in Atlanta, GA, geloven echter dat oude medicijnen op nieuwe manieren kunnen worden gebruikt om de race tegen superbacteriën te winnen.
De auteurs van het onderzoek leggen uit dat veel bacteriën een soort resistentie hebben die 'heteroresistentie' wordt genoemd en die veel onderzoekers nog steeds moeilijk precies kunnen definiëren.
Over het algemeen verwijst heteroresistentie echter naar een fenomeen waarbij, binnen een grotere bacteriepopulatie, een subpopulatie resistentie ontwikkelt tegen het antibioticum (of antibiotica) waarop andere bacteriën in dezelfde populatie reageren.
Bovendien, aangezien slechts een paar bacteriën binnen een populatie resistent zijn tegen geneesmiddelen, kunnen artsen het in het geval van heteroresistentie moeilijk vinden om deze gevallen op te sporen met behulp van regelmatige laboratoriumtests.
"We kunnen heteroresistentie zien als bacteriën die 'halfresistent' zijn", legt co-auteur David Weiss, Ph.D. “Als je het antibioticum weghaalt, worden de resistente cellen weer slechts een klein deel van de groep. Daarom zijn ze moeilijk te zien in de tests die ziekenhuizen gewoonlijk gebruiken '', vervolgt hij.
Weiss en collega's zijn van mening dat het succesvol identificeren van heteroresistentie artsen en onderzoekers zou kunnen helpen bepalen welke antibioticumcombinaties het beste zouden werken bij het verslaan van een gemengde populatie van gevoelige en medicijnresistente bacteriën.
Tot dusverre laboratoriumexperimenten en onderzoek in muismodellen - waarin de onderzoekers aanwezig zijn Nature Microbiology - suggereren dat deze aanpak inderdaad zou kunnen helpen om de rollen om te draaien tegen moeilijk te volgen antibioticaresistente bacteriën.
Medicijnresistentie gebruiken tegen de bacteriën?
In de huidige studie analyseerde het onderzoeksteam 104 bacteriële monsters (isolaten) verkregen via het Multi-site Gram-negatieve Surveillance Initiative, een programma van de Centers for Disease Control and Prevention (CDC), met de nadruk op carbapenemresistente Enterobacteriaceae.
De onderzoekers gebruikten de monsters om multiresistente bacteriën te identificeren. Van hun monsters vertoonde meer dan 85% van de bacteriën resistentie tegen ten minste twee verschillende antibiotica.
Weiss en collega's ontdekten echter dat in de heteroresistentie de oplossing lag: toen ze de twee antibiotica combineerden waartegen een bacteriepopulatie resistent was, was de mix effectiever in het doden van de populatie.
Waarom? Omdat binnen die multiresistente populatie verschillende subpopulaties resistent waren tegen verschillende antibiotica, wat betekende dat verschillende medicijnen in staat waren om met succes verschillende bacteriën te bestrijden.
De onderzoekers testten hun methode ook op twee isolaten van pan-resistent Klebsiella pneumoniae bacteriën, waarvan er één was verzameld van een patiënt die in 2016 in het ziekenhuis stierf aan een infectie met de superbacterie.
De zaak veroorzaakte destijds alarm, sinds die spanning K. pneumoniae, later Nevada-2016 genoemd, vertoonde resistentie tegen 26 antibiotica, waaronder het extreem sterke medicijn colistine.
In laboratoriumexperimenten vertoonde een cultuur van Nevada-2016 heteroresistentie tegen twee antibiotica. Maar toen de onderzoekers de bacteriën aanvielen met een combinatie van die antibiotica, trokken de bacteriën zich terug.
Het team voerde ook enkele tests uit bij muizen die ze hadden geïnfecteerd met een andere heteroresistente - en dodelijke - soort K. pneumoniae, AR0040. De onderzoekers identificeerden de medicijncombinatie die overeenkwam met de heteroresistentie van AR0040, behandelden de muizen ermee en genas ze van de gevaarlijke infectie.
‘Gooi die drugs niet in de prullenbak’
Nauwkeuriger kijken naar heteroresistentie zou meer aspecten van antibioticaresistentie kunnen belichten en helpen bij het identificeren van veelbelovende manieren om het te bestrijden.
Het idee om combinaties van antibiotica te gebruiken om hardnekkige bacteriën te bestrijden is zeker niet nieuw, maar studies zoals de huidige werpen een nieuw licht op waarom en hoe deze strategie effectief kan zijn.
Daarom leggen de auteurs in hun paper uit: "Meervoudige heteroresistentie kan een significant deel van de antibioticumcombinaties verklaren die eerder als synergetisch werden geïdentificeerd [in koor]."
Mocht heteroresistentie tegen meer dan één antibioticum echter worden gecombineerd in een bacteriestam, merkt Weiss op dat de benadering in het huidige onderzoek niet effectief zou zijn.
Toch zijn de onderzoekers van plan hun experimenten voorlopig verder te zetten en te kijken hoe succesvol hun aanpak kan zijn in het geval van andere bacteriën met heteroresistentie.
"We zeggen: gooi die medicijnen niet in de prullenbak, ze hebben misschien nog wel wat nut. Ze moeten hiervoor gewoon in combinatie met anderen worden gebruikt. "
David Weiss, Ph.D.
Terwijl: "We kunnen van tevoren niet zeggen welke combinatie zal werken [aangezien] er geen magische combinatie is", zegt Weiss, het testen van bacteriestammen om erachter te komen welke effectieve medicijnmengsels "zijn, verschilt niet zo veel van het testen van bacteriestammen op resistentie. hoe dan ook op individuele antibiotica ”, waardoor deze strategie pragmatisch haalbaar is.
