Zijn medicijnen uit het verleden het antwoord op antibioticaresistentie?
Historisch gebruikten artsen metalen om infecties te behandelen. Onderzoekers denken dat deze behandelmethode een modern heronderzoek waard kan zijn.
Naarmate een toenemend aantal bacteriën antibioticaresistentie ontwikkelt, kijken wetenschappers verder dan deze familie van medicijnen die ons tot nu toe zo goed heeft gediend.
Naarmate het nut van antibiotica begint af te nemen, is er een dringende behoefte aan het ontwikkelen van nieuwe manieren om infecties te behandelen.
Nu zeggen onderzoekers van de University of Connecticut (UCONN) in Storrs dat ze misschien een weg vooruit hebben gevonden - door terug te kijken naar hoe artsen infecties behandelden vóór de komst van antibiotica. Kumar Venkitanarayanan leidde het onderzoeksteam.
"Vroeger werden metalen gebruikt als antimicrobiële behandelingen, dus besloten we die opnieuw te bekijken om te zien of ze konden worden toegepast op moderne behandelingen."
Kumar Venkitanarayanan
Venkitanarayanan en zijn team hebben de bemoedigende resultaten van hun onderzoek in het tijdschrift gepubliceerd Wondgeneeskunde.
Een moeilijke nosocomiale infectie
Infecties die patiënten oplopen terwijl ze om andere redenen in het ziekenhuis werden opgenomen, zijn vooral antibioticaresistent.
Ze worden "nosocomiale infecties" genoemd en kunnen zeer moeilijk te genezen en fataal zijn. Een van de meest voorkomende nosocomiale bacteriën is Acinetobacter baumannii (A. baumannii).
Volgens Venkitanarayanan, "A. baumannii is in de eerste plaats een nosocomiale ziekteverwekker die vooral mensen met een gecompromitteerd immuunsysteem, de zeer jonge, de zeer oude, brandwondenslachtoffers treft, en wordt ook gerapporteerd in de wonden van gevechtssoldaten. "
A. baumannii is bedreven in het slim af zijn van antibiotica, met een reeks mechanismen om een succesvolle behandeling te omzeilen.
Een daarvan is het vermogen om zelfbeschermende biofilms te vormen die het reizen naar de longen - soms longontsteking veroorzaken - en naar de urinewegen vergemakkelijken. In biofilmvorm is het ook gemakkelijker voor de bacteriën om zich naar andere patiënten te verspreiden.
Selenium
Na beoordeling van een verscheidenheid aan metalen en metalloïden die artsen historisch gebruikten om infecties te behandelen, kozen de onderzoekers voor een metalloïde, het essentiële minerale selenium (Se), als een veelbelovende kandidaat voor de behandeling van A. baumannii.
Antimicrobieel selenium is een erkende antioxidant in de voeding en de Food and Drug Administration (FDA) raadt het aan voor dagelijkse inname.
Andere onderzoekers hebben ook ontdekt dat het een veelbelovend middel is tegen ziekteverwekkers zoals Staphylococcus aureus (S. aureus)Selenium is ook een essentiële micronutriënt die het immuunsysteem ondersteunt en de nucleïnezuursynthese ondersteunt.
Besluipen A. baumannii
Sinds A. baumannii is zo'n flexibele tegenstander, Venkitanarayanan en zijn collega's hebben een strategie aangenomen om de bacteriën te ontwapenen in plaats van een volledige aanval uit te voeren die zijn voortbestaan zou bedreigen en zijn verdedigingsmechanisme zou provoceren.
De onderzoekers begonnen met het bepalen van de minimale hoeveelheid selenium die nodig is om de virulentie van de bacterie te remmen.
Om de werkzaamheid van selenium te observeren A. baumanniiconstrueerden de onderzoekers een modelmatrix die een geïnfecteerde wondomgeving simuleerde met gekweekte cellen en wondvocht.
Ze besmetten delen van hun "wond" met A. baumannii en selenium voldoende om virulentie te remmen. Ze hebben andere monsters geïnfecteerd met A. baumannii alleen.
De onderzoekers onderzochten de monsters onder rasterelektronenmicroscopen. Ze voerden ook een DNA-analyse uit om te bepalen of het selenium genetische veranderingen in de bacteriën veroorzaakte.
In de seleniummonsters worden de biofilms geproduceerd door A. baumannii waren ernstig aangetast, diffuus en structureel ondeugdelijk.
"Er zijn geen duidelijke gegevens over hoe selenium werkt", zegt Venkitanarayanan, maar "er lijkt toxiciteit te zijn tegen het buitenmembraan van de bacteriën, en het kan ook toxiciteit tegen het DNA veroorzaken, mogelijk in genen die betrokken zijn bij het maken van biofilms. "
Genetische analyse ondersteunde dit vermoeden en toonde een vermindering of neerwaartse regulatie van genen die verantwoordelijk zijn voor de productie van biofilms. Ook waren de met selenium behandelde bacteriën niet meer zo goed in het vasthouden aan en binnendringen van huidcellen.
Het team van Venkitanarayanan heeft ook gekeken naar het gebruik van selenium voor het aanpakken van andere uitdagende infecties, zoals enterohemorrhagische Escherichia coli (EHEC) en Clostridium difficile (C. diff).
Venkitanarayanan pleit voor verder onderzoek naar het gebruik van metalen en metalloïden als uitweg uit het dilemma van antibioticaresistentie, zelfs als noodoplossing, terwijl onderzoekers andere behandelingen onderzoeken en ontwikkelen.
"Zelfs als we de oude methoden gebruiken in combinatie met moderne antibiotica, is het beter dan helemaal niets te kunnen gebruiken."
Kumar Venkitanarayanan
