Антибиотики являются важными инструментами в современной медицине, регулярно используются для лечения бактериальных инфекций и профилактики инфекций во время хирургических операций. Однако широкое использование антибиотиков привело к тому, что многие бактерии выработали резистентность, что представляет собой значительную угрозу общественному здравоохранению.

Недавнее исследование , опубликованное в PLOS Biology, подчеркивает настоятельную необходимость в новых стратегиях контроля бактериальных инфекций из-за растущей угрозы антибиотикорезистентных патогенов. Правильное использование антибиотиков, быстрая диагностика и тщательная разработка новых противомикробных препаратов, в идеале менее склонных к селекции устойчивости, чем существующие антибиотики, имеют решающее значение.

Устойчивость к антибиотикам становится актуальной глобальной проблемой здравоохранения. Хотя сами люди не становятся устойчивыми к антибиотикам, бактерии, вызывающие инфекции, могут развить эту устойчивость, что приводит к более трудно поддающимся лечению заболеваниям. Последние данные Всемирной организации здравоохранения подчеркивают серьезность этой проблемы: некоторые страны сообщают о показателях устойчивости, достигающих 42% для некоторых распространенных штаммов бактерий. В Соединенных Штатах, по оценкам Центров по контролю и профилактике заболеваний, ежегодно возникает более 2 миллионов инфекций, устойчивых к антибиотикам, что подчеркивает срочность решения этого кризиса.

Исследование изучало, могут ли недавно разработанные случайные смеси антимикробных пептидов значительно снизить риск развития резистентности по сравнению с антимикробными пептидами с одной последовательностью . Исследовательская группа использовала патоген ESKAPE Pseudomonas aeruginosa, модельную грамотрицательную бактерию, известную своими сложными инфекциями из-за присущей ей устойчивости ко многим классам препаратов и способности образовывать биопленки.

Pseudomonas aeruginosa была экспериментально выведена в присутствии антимикробных пептидов или случайных смесей антимикробных пептидов для оценки эволюции резистентности и перекрестной резистентности между методами лечения. В исследовании также изучались затраты на приспособленность резистентности к росту бактерий и использовалось секвенирование всего генома для выявления мутаций, ответственных за резистентность. Кроме того, были проанализированы изменения в фармакодинамике эволюционировавших бактериальных штаммов.

Полученные данные свидетельствуют о том, что случайные смеси антимикробных пептидов представляют гораздо меньший риск развития резистентности по сравнению с отдельными антимикробными пептидами и в основном предотвращают перекрестную резистентность к другим методам лечения, сохраняя или улучшая чувствительность к препаратам.

Исследование проводилось под руководством профессора Цви Хайоуки из Института биохимии, пищевых наук и питания факультета сельского хозяйства, продовольствия и окружающей среды Еврейского университета в Иерусалиме и профессора Йенса Рольфа из Свободного университета Берлина, а также постдокторанта доктора Бернардо Антунеса, который сотрудничал как с Еврейским университетом, так и со Свободным университетом Берлина.

Профессор Хаюка подчеркнул значимость их работы, заявив: «Растущая угроза бактерий, устойчивых к антибиотикам, требует инновационных решений. Наши исследования случайных смесей антимикробных пептидов представляют собой многообещающий подход к преодолению бактериальной резистентности, предлагая жизнеспособную альтернативу традиционным антибиотикам и защищая общественное здоровье».

Это исследование предполагает, что Pseudomonas aeruginosa может обнаруживать эти антимикробные агенты, но не может развить эффективную резистентность в течение 4 недель in vitro. Кроме того, эти антимикробные пептидные коктейли доступны для синтеза и доказали свою нетоксичность и негемолитичность в мышиной модели с сильными профилями эффективности в нескольких мышиных моделях модели человеческой патогенной бактериальной инфекции.

Результаты свидетельствуют в пользу использования случайных антимикробных пептидных коктейлей вместо отдельных пептидов, поскольку in vitro развивалась резистентность к отдельным пептидам. Несмотря на то, что некоторые антибиотики, такие как тейксобактин, изначально считались «устойчивыми», позднее это было опровергнуто, что потребовало осторожности даже с многообещающими результатами для случайной пептидной смеси.

Дальнейшие исследования должны изучить взаимодействие этих случайных пептидных смесей с иммунной системой хозяина. Использование пептидов, которые синергизируют с реакцией хозяина, может снизить требования к дозировке и побочные эффекты. Такой подход может быть экономически эффективным методом снижения бактериальной нагрузки и предотвращения резистентности.

«Пройдет еще немало времени, прежде чем мы будем готовы к практическому применению», — говорит профессор Йенс Рольф. «Тем не менее, наша текущая работа демонстрирует потенциал, который имеют эти комбинации, когда речь идет о снижении устойчивости к противомикробным препаратам».