Алтернатива на антибиотиците за лечение на инфекции на пикочните пътища

Изследователите съобщават за нов начин за лечение на инфекции на пикочните пътища (UTIs) при мишки без използване на антибиотици

Инфекция на пикочните пътища (ИПП) е инфекция във всяка част на пикочната система – бъбреци , уретери, пикочни мехури или уретра. Повечето от тези инфекции атакуват и засягат долните пикочни пътища, които са пикочният мехур и уретрата. ИПП се причиняват от микроорганизми, обикновено бактерии, които живеят в червата и след това се разпространяват в пикочните пътища. Това е най-често срещаният и повтарящ се вид бактериална инфекция и човек от всяка възраст или пол може да развие ИПП. Смята се, че близо 100 милиона души се разболяват от ИПП всяка година и почти 80 процента от ИПП се причиняват от бактерията Escherichia coli (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. ИПП са повтарящи се по природа, защото бактериалните популации от червата непрекъснато запълват пикочните пътища с болестотворни бактерии. Симптомите включват болезнено и парене при уриниране и тези бактерии могат да пътуват до бъбреците, причинявайки болка и треска, и дори да достигнат до кръвния поток. Такива бактериални инфекции се лекуват с перорални лекарства, наречени антибиотици. За съжаление, лекарите изчерпват пероралните 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 аптеките днес, вече не действат. Резистентността към антибиотици се увеличава в световен мащаб и един пример, който ясно показва къде сме се провалили, е нарастването на резистентните щамове на бактерията E. coli, тъй като тя е отговорна за повечето инфекции на пикочните пътища. В такива случаи, когато инфекцията се появи, 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 това. За лечение на повтарящи се инфекции на пикочните пътища, лекарите нямат друг избор, освен или да предписват по-стари, по-малко ефективни антибиотици, или да инжектират лекарството в кръвта, защото пероралната доза, приета през устата, вече не действа.

Алтернативно лекарство за UTIs

Ново проучване , проведено от изследователи от Медицинския факултет на Вашингтонския университет в Сейнт Луис, САЩ, показва нов начин за лечение на инфекции на пикочните пътища (ИПИ) без използване на антибиотици. Основната цел е да се блокира прилепването или закрепването на бактерии към пикочните пътища и по този начин да се лекува инфекцията, което прави този подход напълно нов начин за справяне с проблема с ИИП и антибиотичната резистентност, като се предоставя алтернатива на нашата зависимост от антибиотици. Когато причинява ИИП, бактерията E. coli първо се закрепва към захарите на повърхността на пикочния мехур, използвайки дълги, подобни на власинки структури, наречени пили. Тези пили са като „велкро“, което позволява на бактериите да се прилепват към тъканите и по този начин да виреят и да причиняват инфекция. Следователно бактериалните пили са много важни и захарта, с която се свързват, е от различни видове, въпреки че се наблюдава, че E. coli предпочита определена захар, наречена маноза. Изследователите създали химически модифицирана версия на маноза, наречена манозид, и когато освободили тези манозиди, бактериите чрез пилите грабнали молекулите на манозидите и по този начин те били отнесени, тъй като тези манозиди били свободно течащи молекули, като накрая се отмивали с урината. Захарната галактоза се прикрепя към адхезивни протеини в края на пилите на бактериите. По подобен начин изследователите създали галактозид срещу тази галактоза и след противопоставяне на галактозида срещу галактозата, бактериите се прикрепили към галактозида, вместо към галактозата, закотвена в пикочните пътища. Бактериите били измамени! За да се тества значението на галактозида, след като E. coli била инжектирана на мишки, бил инжектиран галактозид или плацебо. Наблюдавано е, че броят на бактериите в пикочния мехур и бъбреците е намалял значително. И двете лечения заедно са били най-ефективни, като бактериите в пикочния мехур са намалели многократно, а в бъбреците са били 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 галактозоприкрепващите пили са по-важни в бъбреците. Недопускането на бактериите да се прикрепят към тези захари може да помогне в борбата с инфекцията в пикочния мехур и бъбреците. Това проучване, публикувано в Proceedings of National Academy of Sciences of the USA , е окуражаващо и предлага нов подход с „примамлива“ молекула, който да подмами бактериите и да ги изхвърли от системата. Пилусите, използвани като цел в това проучване, се намират в повечето щамове на E. coli , както и в други бактерии. Теоретично погледнато, лечението с манозид може да отмие много други бактерии, точно както антитяло 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 са измерили състава на чревния микробиом след това лечение с манозид. То е имало минимален ефект върху други чревни бактерии, които не са били отговорни за инфекции на пикочните пътища. Това е в рязък контраст с масивните 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 бил напълно елиминиран, резултатите са обещаващи. Тъй като бактериите не могат да останат в тялото, е по-малко вероятно да предизвикат резистентност, защото за разлика от антибиотиците, лекарството не би принудило бактериите да умрат или да развият резистентност, за да оцелеят. Крайната цел е да се управлява и предотвратява често срещаният проблем с повтарящите се инфекции на пикочните пътища, като се осигури алтернатива на антибиотиците. Това придобива голямо значение поради световната криза с антибактериалната резистентност. Тези открития досега са доказани при мишки, а сега планът е тестване върху хора. Тъй като първата стъпка за много болестотворни бактерии е да се свържат със захар върху повърхност вътре в тялото, този подход може да се приложи и към други патогени освен E. coli . Чрез идентифициране на такива протеини, които бактериите вероятно ще използват, за да се прикрепят към специфични места, би трябвало да можем да проектираме съединения, които да инхибират тяхното свързване. Преди обаче галактозидът да влезе в човешки изпитвания, 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 и за лечение на инфекции на пикочните пътища, 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 инфекции на пикочните пътища. Fimbrion работи с фармацевтичния гигант GlaxoSmithKline по предклиничното разработване на манозиди за употреба в борбата с инфекции на пикочните пътища при хора.

***

Източник (и)

Kalas V et al. 2018. Структурно-базирано откритие на гликомиметични FmlH лиганди като инхибитори на бактериалната адхезия по време на инфекция на пикочните пътища. Proceedings of the National Academy of Sciences . DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1720140115

***