Antibiotika plus probiotisk kombination kan döda superbuggar
Ett innovativt tillvägagångssätt använder ett biokompatibelt material för att inkapsla probiotiska bakterier och kombinerar dem med antibiotika för att ta itu med behandlingsresistenta infektioner.
Varje år utvecklar över 2 miljoner människor i USA infektioner som är resistenta mot behandling, och cirka 23 000 människor dör som ett resultat.
Denna statistik har föranlett Centers for Disease Control and Prevention (CDC) att anse läkemedelsresistens som en av de största folkhälsoutmaningarna i vår tid.
Därför arbetar forskare hårt på att försöka utveckla geniala sätt att ta itu med så kallade superbugs - bakterier som har blivit immuna mot antibiotikabehandling.
På senare tid har forskare lagt till probiotika i sin arsenal mot superbugs. Probiotika är fördelaktiga bakterier som finns i livsmedel, såsom yoghurt, kefir, pickles eller misosoppa.
För bara en månad sedan föreslog en studie till exempel att enbart konsumtion av probiotika regelbundet skulle kunna minska behovet av antibiotika och därmed bidra till att dämpa läkemedelsresistenskrisen.
Nu använde forskare probiotika för att skapa en "mördare" -kombination som förstörde två stammar av behandlingsresistenta bakterier.
De två co-senior och motsvarande författarna till studien är Ana Jaklenec, en forskare vid Koch Institute for Integrative Cancer Research vid Massachusetts Institute of Technology i Cambridge, MA, och Robert Langer, David H. Koch Institute Professor vid MIT .
Zhihao Li är den första författaren till tidningen, som nu publiceras i tidskriften Avancerade material.
Använd alginat för att inkapsla probiotika
Studiens första författare förklarar problemet med att ta itu med antibiotikaresistenta infektioner med probiotika.
Å ena sidan säger han att probiotika har varit något framgångsrika när det gäller att ta itu med bakterier när de appliceras på sår. Probiotika räcker dock vanligtvis inte för att förstöra alla bakterier som finns i en sårinfektion.
Å andra sidan säger Li att tillägg av antibiotika till blandningen skulle döda för många bakterier, inklusive de fördelaktiga probiotika.
Så, Li och kollegor bestämde sig för att hitta en lösning genom att stänga probiotika i ett skal som skyddar dem från att förstöras av antibiotikumet. De valde ett material som heter alginat för att designa skalet.
Alginate sticker ut för forskarna som ett bra val av två huvudskäl. För det första är det en del av biofilmen som bakterier bildas naturligt när de försöker skydda sig från antibiotika. För det andra använder läkare redan komponenten vid behandling av sår.
"Vi undersökte de molekylära komponenterna i biofilmer och vi fann att alginat är mycket viktigt för Pseudomonas-infektion för dess resistens mot antibiotika", säger Li. "Men hittills har ingen använt denna förmåga att skydda goda bakterier från antibiotika."
Kombination 'utrotade' superbugs
För sin studie valde Li och kollegor ett probiotiskt medel bestående av tre stammar av Lactobacillus-bakterier - en typ av bakterier som kan döda meticillinresistent Staphylococcus aureus (MRSA).
Forskarna kombinerade probiotika med antibiotikumet tobramycin, som är känt att döda Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa).
Sedan applicerade Li och kollegor de alginatbelagda probiotika tillsammans med tobramycin på MRSA och P. aeruginosa i en petriskål. Kombinationen "utrotade helt" de behandlingsresistenta bakterierna, enligt Jaklenec.
"Det var en ganska drastisk effekt", tillägger medförfattaren. Däremot, när forskarna återskapade experimentet utan alginatbeläggningen, dödade antibiotika probiotika, vilket i sin tur skonade MRSA bakterie.
"När vi bara använde en komponent, antingen antibiotika eller probiotika, kunde de inte utrota alla patogener", rapporterar Li. "Det är något som kan vara mycket viktigt i kliniska miljöer där du har sår med olika bakterier, och antibiotika räcker inte för att döda alla bakterier."
Forskarna är hoppfulla att deras tillvägagångssätt kommer att ta itu med läkemedelsresistenskrisen och planerar att testa den hos djur och människor.
”Det finns så många bakterier nu som är resistenta mot antibiotika, vilket är ett allvarligt problem för människors hälsa. Vi tror att ett sätt att behandla dem är att kapsla in en levande probiotikum och låta den göra sitt jobb, säger Jaklenec.
”Det som är bra med alginat är att det är [U.S. Food and Drug Administration] -godkänt, och probiotikumet vi använder är också godkänt, ”tillägger Li.
”Jag tror att probiotika kan vara något som kan revolutionera sårbehandlingen i framtiden. Med vårt arbete har vi utökat användningsmöjligheterna för probiotika. ”
Zhihao Li
