Изследователите съобщават за нов начин за лечение на инфекции на пикочните пътища (UTIs) при мишки без използване на антибиотици
A инфекция на пикочните пътища (UTI) is an infection in any part of the urinary system – бъбреци, ureters, bladders or urethra. Most of such infections attack and affect the lower urinary tract, which is the bladder and urethra. UTIs are caused by microorganisms, generally bacteria which live in the gut and then spread to the urinary tract. It is the most common and recurring type of bacterial infection and a person of any age or gender can develop UTI. It is estimated that close to 100 million people acquire UTI every year and almost 80 percent of UTIs are caused by the бактерии Ешерихия коли (E. Coli). Тези бактерии живеят безвредно в червата, но могат да се разпространят до отвора на пикочните пътища и до пикочния мехур, където могат да причинят проблеми. UTI са повтарящи се по природа, тъй като бактериалните популации от червата непрекъснато изпълват пикочните пътища с болестотворни бактерии. Симптомите включват усещане за болка и парене при уриниране и тези бактерии могат също да пътуват до бъбреците, причинявайки болка и треска и дори могат да достигнат до кръвния поток. Такива бактериални инфекции се лекуват с помощта на перорални лекарства, наречени антибиотици. За съжаление, на лекарите свършват оралните антибиотици за лечение на такива инфекции главно защото бактериите, които ги причиняват, стават все по-устойчиви на тези антибиотици с всеки изминал ден и по този начин повечето антибиотици, които се предлагат в аптеката днес, вече не работят. Антибиотик резистентността нараства в световен мащаб и един пример, който ясно показва къде сме се провалили, е повишаването на резистентните щамове на бактерията E. Coli, тъй като тя е отговорна за причиняването на повечето UTI. В такива случаи, когато инфекцията възникне, тя се лекува с антибиотици от първия път, но когато се появи отново и отново, 10 до 20 процента от случаите не реагират на антибиотика, който е бил използван преди. За лечение на повтарящи се UTI лекарите нямат друг избор, освен да предписват по-стари, по-малко ефективни антибиотици, или трябва да инжектират лекарството в кръвта, тъй като пероралната доза, приемана през устата, вече не действа.
Алтернативно лекарство за UTIs
A нов study conducted by researchers at Washington University School of Medicine in St. Louis, USA, shows a new way to treat UTIs without using antibiotics. The main goal is to block bacteria from adhering or attaching to the urinary tracts and thus treating the инфекция making this approach a completely novel way to tackle the problem of UTIs and antibiotic resistance as well by providing an alternative to our dependency on antibiotics. When causing a UTI, bacteria E. Coli.first latches onto the sugars on the surface of the urinary bladder using long, hair like structures called pili. These pili are like a ‘Velcro’ which allow bacteria to stick to the tissues and thus thrive and cause infection. The бактерии pili are therefore very important and the sugar to which they connect to are of various kinds, though Е. Коли. is seen to favour a particular sugar called mannose. Researchers created a chemically modified version of mannose, called mannoside and when they released these mannosides, the bacteria via the pili grabbed hold of mannosides molecules instead and hence they were swept away as these mannosides were free flowing molecules, finally getting flushed away with urine. The sugar galactose attaches to adhesive proteins at the end of the bacteria’s pili. Similarly, researchers made galactoside against this galactose and after pitting galactoside against galactose, the bacteria latched on to galactoside instead of urinary tract-anchored galactose. The бактерии got tricked! To test the significance of galactoside, once E.Coli. е инжектиран на мишки, е инжектиран галактозид или плацебо. Видя се, че броят на бактериите в пикочния мехур и бъбреците намалява значително. И двете лечения заедно бяха най-въздействащи, като бактериите в пикочния мехур спаднаха многократно, а в бъбреците бяха почти унищожени.
Тези два различни инхибитора имат синергичен терапевтичен ефект, тъй като и двата процеса участват в процеса на прикрепване по време на инфекцията. Бактериалните пили, които се прикрепят към манозата, играят важна роля в пикочния мехур, докато галактозните пили са по-важни в бъбреците. Не позволяването на бактериите да се захващат с тези захари може да помогне в борбата с инфекцията в пикочния мехур и бъбреците. Това проучване, публикувано в Известия на Националната академия на науките на САЩ е обнадеждаващо и предлага нов подход на молекула „примамка“ за измама на бактериите и тяхното изхвърляне от системата. Пилусът, който е бил използван като мишена в това проучване, се намира в повечето щамове E. Coli.и в други бактерии също. Теоретично казано, лечението с манозид може да отмие много други бактерии, точно както антитялото убива допълнителни бактерии заедно с целта. Но това може да причини дисбаланс и да доведе до растеж на вредни бактерии и унищожаване на добрите бактерии. За да разберат събитията, изследователите измерват състава на чревната микробиома след това лечение с манозид. Има минимален ефект върху други чревни бактерии, които не са отговорни за UTI. Това е в пълен контраст с огромните промени в изобилието на много микробни видове, наблюдавани след лечение на бактериална инфекция с антибиотици.
Много обнадежден за бъдещето
Въпреки че щамът на бактериите не е напълно елиминиран, резултатите все пак са обещаващи. Тъй като бактериите не могат да останат в тялото, е по-малко вероятно да предизвикат резистентност, тъй като за разлика от антибиотиците лекарството няма да принуди бактериите да умрат или да развият резистентност, за да оцелеят. Крайната цел е да се управлява и предотвратява често срещаният проблем с повтарящи се инфекции на пикочните пътища, като се осигури алтернатива на антибиотиците. Това придобива голямо значение поради световната криза на антибактериалната резистентност. Тези открития са доказани досега при мишки и сега е планът за тестване при хора. Тъй като първата стъпка за много болестотворни бактерии е свързването на захар върху повърхността вътре в тялото, този подход може да се приложи и към други патогени, освен E. коли. Чрез идентифициране на такива протеини, които бактериите вероятно ще използват, за да се прикрепят към специфични места, ние трябва да можем да проектираме съединения, които да инхибират тяхното свързване. Въпреки това, преди галактозидът да влезе в изпитания при хора, са необходими допълнителни изследвания, за да се покаже, че той не е токсичен и може да се абсорбира в кръвообращението, когато се приема през устата. Въпреки това, това е важна стъпка към разработването на алтернативи на антибиотиците. Тъй като манозидът не е антибиотик, той може потенциално да се използва за лечение на инфекции на пикочните пътища, които също са причинени от резистентни на антибиотици щамове бактерии. Компания, наречена Fimbrion Therapeutics – съоснована от водещите автори на това проучване – разработва манозиди и други лекарства като потенциални терапии за UTI. Fimbrion работи с фармацевтичния гигант GlaxoSmithKline върху предклиничното разработване на манозиди за използване в борбата с UTI при хора.
***
{Можете да прочетете оригиналната изследователска статия, като щракнете върху връзката DOI, дадена по-долу в списъка с цитирани източници}
Източник (и)
Kalas V et al. 2018. Структурно базирано откритие на гликомиметични FmlH лиганди като инхибитори на бактериална адхезия по време на инфекция на пикочните пътища. Производството на Националната академия на науките. https://doi.org/10.1073/pnas.1720140115
