Eine Kombination aus Antibiotikum und Probiotikum kann Superbugs abtöten
Ein innovativer Ansatz verwendet ein biokompatibles Material, um probiotische Bakterien einzukapseln, und kombiniert sie mit Antibiotika, um behandlungsresistente Infektionen zu bekämpfen.
Jedes Jahr entwickeln in den USA über 2 Millionen Menschen behandlungsresistente Infektionen, an deren Folgen etwa 23.000 Menschen sterben.
Diese Statistiken haben die Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten (CDC) dazu veranlasst, Arzneimittelresistenzen als "eine der größten Herausforderungen für die öffentliche Gesundheit unserer Zeit" zu betrachten.
Daher arbeiten die Forscher intensiv daran, ausgeklügelte Methoden zur Bekämpfung sogenannter Superbugs zu entwickeln - Bakterien, die gegen eine Antibiotikabehandlung immun geworden sind.
In letzter Zeit haben Forscher ihr Arsenal gegen Superbugs um Probiotika erweitert. Probiotika sind nützliche Bakterien, die in Lebensmitteln wie Joghurt, Kefir, Gurken oder Misosuppe vorkommen.
Erst vor einem Monat hat beispielsweise eine Studie gezeigt, dass der regelmäßige Konsum von Probiotika den Bedarf an Antibiotika verringern und so zur Eindämmung der Krise der Arzneimittelresistenz beitragen kann.
Jetzt verwendeten die Forscher Probiotika, um eine „Killer“ -Kombination zu entwickeln, die zwei Stämme behandlungsresistenter Bakterien zerstörte.
Die beiden Co-Senior- und entsprechenden Autoren der Studie sind Ana Jaklenec, eine Wissenschaftlerin am Koch-Institut für integrative Krebsforschung am Massachusetts Institute of Technology in Cambridge, MA, und Robert Langer, Professor am David H. Koch-Institut am MIT .
Zhihao Li ist der erste Autor des Papiers, das jetzt in der Zeitschrift veröffentlicht wird Fortgeschrittene Werkstoffe.
Verwendung von Alginat zur Einkapselung von Probiotika
Der Erstautor der Studie erklärt das Problem der Bekämpfung von Antibiotika-resistenten Infektionen mit Probiotika.
Einerseits, sagt er, haben Probiotika Bakterien bei der Anwendung auf Wunden einigermaßen erfolgreich bekämpft. Probiotika reichen jedoch normalerweise nicht aus, um alle bei einer Wundinfektion gefundenen Bakterien zu zerstören.
Auf der anderen Seite, sagt Li, würde das Hinzufügen von Antibiotika zu der Mischung zu viele Bakterien abtöten, einschließlich der nützlichen Probiotika.
Also machten sich Li und Kollegen daran, eine Problemumgehung zu finden, indem sie die Probiotika in eine Hülle einschließen, die sie vor der Zerstörung durch das Antibiotikum schützt. Sie wählten ein Material namens Alginat, um die Schale zu entwerfen.
Alginat war für die Forscher aus zwei Hauptgründen eine gute Wahl. Erstens ist es ein Bestandteil des Biofilms, den Bakterien auf natürliche Weise bilden, wenn sie versuchen, sich vor Antibiotika zu schützen. Zweitens verwenden Ärzte die Komponente bereits bei der Wundbehandlung.
"Wir haben die molekularen Komponenten von Biofilmen untersucht und festgestellt, dass Alginat für eine Pseudomonas-Infektion sehr wichtig für seine Resistenz gegen Antibiotika ist", sagt Li. "Bisher hat jedoch niemand diese Fähigkeit genutzt, um gute Bakterien vor Antibiotika zu schützen."
Kombination "ausgerottete" Superbugs
Für ihre Studie wählten Li und Kollegen ein Probiotikum aus drei Stämmen von Lactobacillus-Bakterien - eine Art von Bakterien, die abtöten können Methicillin-resistenter Staphylococcus aureus (MRSA).
Die Forscher kombinierten die Probiotika mit dem Antibiotikum Tobramycin, von dem bekannt ist, dass es abtötet Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa).
Dann trugen Li und Kollegen die mit Alginat beschichteten Probiotika zusammen mit Tobramycin auf MRSA und P. aeruginosa in einer Petrischale. Die Kombination "löschte" die behandlungsresistenten Bakterien laut Jaklenec „vollständig aus“.
"Es war ein ziemlich drastischer Effekt", fügt der Co-Senior-Autor hinzu. Im Gegensatz dazu töteten die Antibiotika die Probiotika, als die Forscher das Experiment ohne die Alginatbeschichtung nachstellten, was wiederum die Probiotika verschonte MRSA Bakterien.
"Wenn wir nur eine Komponente verwendeten, entweder Antibiotika oder Probiotika, konnten sie nicht alle Krankheitserreger ausrotten", berichtet Li. "Das ist etwas, was in klinischen Umgebungen sehr wichtig sein kann, in denen Sie Wunden mit verschiedenen Bakterien haben und Antibiotika nicht ausreichen, um alle Bakterien abzutöten."
Die Forscher sind zuversichtlich, dass ihr Ansatz die Krise der Arzneimittelresistenz angehen und sie an Tieren und Menschen testen wird.
„Es gibt jetzt so viele Bakterien, die gegen Antibiotika resistent sind, was ein ernstes Problem für die menschliche Gesundheit darstellt. Wir glauben, dass eine Möglichkeit, sie zu behandeln, darin besteht, ein lebendes Probiotikum einzukapseln und es seine Arbeit machen zu lassen “, sagt Jaklenec.
"Das Gute an Alginat ist, dass es [USA Food and Drug Administration] genehmigt, und das von uns verwendete Probiotikum ist ebenfalls zugelassen “, fügt Li hinzu.
„Ich denke, Probiotika können in Zukunft die Wundbehandlung revolutionieren. Mit unserer Arbeit haben wir die Anwendungsmöglichkeiten von Probiotika erweitert. “
Zhihao Li
