Последнее, что кто-то хочет во время пребывания в больнице, это внутрибольничная инфекция. Нозокомиальные инфекции, как их называют, растут, так как все больше патогенных микроорганизмов становятся устойчивыми к лекарствам, доступным в настоящее время. Один из возбудителей занимает первое место в списке как один из самых распространенных, один из наиболее часто смертельных и один из самых трудных для лечения – Acinetobacter baumannii .

Кумар Венкитанараянан, заместитель декана по исследованиям и аспирантуре, профессор колледжа сельского хозяйства, здравоохранения и природных ресурсов, и его команда недавно опубликовали исследование в журнале «Медицина ран» в котором подробно рассказывается, как они работают чтобы изменить это.

а. baumannii включен в список ESKAPE Всемирной организации здравоохранения, коллекции бактерий, которые становятся все более устойчивыми к антибиотикам. С ростом сопротивления, исследование альтернативных методов лечения имеет первостепенное значение, и в некоторых случаях возврат к старым методам лечения оказывается эффективным.

Инфекции A. baumannii особенно трудно поддается лечению, поскольку бактерии обладают арсеналом мер для достижения устойчивости к антибиотикам, говорит Венкитанараянан. Бактерии также способны образовывать биопленки, которые усиливают инфекцию против антибиотиков и дают им повышенную вероятность распространения, особенно в условиях больницы.

« A. Baumannii – это прежде всего нозокомиальный патоген, поражающий особенно тех, у кого нарушена иммунная система, очень молодых, очень старых, пострадавших от ожогов, а также сообщается о ранениях военнослужащих», – говорит Venkitanarayanan. а. baumannii может инфицировать раны и приводить к особенно стойким инфекциям кожи и мягких тканей и в конечном итоге распространяться, вызывая трудные, а иногда и невозможные для лечения системных инфекций, таких как пневмония или инфекции мочевыводящих путей.

Вместо того чтобы подходить к разработке новых антибиотиков, исследовательская группа Venkitanarayanan ищет более старые методы лечения для поиска новых стратегий.

В старину металлы использовались в качестве противомикробных препаратов, поэтому мы решили вернуться к ним, чтобы посмотреть, можно ли их применять для современных методов лечения ».

Кумар Венкитанараянан, профессор, Колледж сельского хозяйства, здравоохранения и природных ресурсов

Металлы и металлоиды издавна известны своими дезинфицирующими свойствами и, как таковые, используются в консервации пищевых продуктов, дезинфекции воды, чистящих средствах и для обработки ран. Исследователи провели скрининг металлов на их антимикробную эффективность и обнаружили, что селен, металлоид, является многообещающим. В дополнение к возможному применению антимикробных препаратов селен также является микроэлементом, важным для функционирования иммунной системы, синтеза нуклеиновых кислот, а также других физиологических процессов.

Исследователи сначала определили минимальное количество селена, необходимое для подавления вирулентности бактерий или способности вызывать заболевание. При таком подходе Венкитанараянан говорит, что бактерии все еще способны расти, но не способны так эффективно заражать хозяина.

Поскольку у бактерий развивается устойчивость к лекарственным препаратам, когда на их выживаемость влияют, при сублетальных концентрациях противовирусности бактерии с меньшей вероятностью приобретают устойчивость к антибиотикам. Кроме того, на этих уровнях лекарственные средства с меньшей вероятностью будут оказывать, например, негативное воздействие на пациента, например, то, что наблюдается при приеме антибиотиков, когда лечение влияет на микробиом хозяина.

Затем команда смоделировала рану путем культивирования клеток и жидкостей раны в матрице модели. Затем модель матрицы раны инокулировали бактериями с или без количества селена, необходимого для ингибирования A. baumannii вирулентность.

Биопленки, обработанные с помощью или без, наблюдали под сканирующими электронными микроскопами, и проводили анализ ДНК, чтобы оценить, имели ли место какие-либо генетические изменения после воздействия селена.

Исследователи также провели анализы, чтобы определить, насколько эффективно бактерии могут прилипать и проникать в клетки кожи как с присутствием селена, так и без него.

Бактерии могут использовать различные стратегии для колонизации хозяина, от толстых покрытий, чтобы избежать высыхания или проникновения лекарств, до средств прикрепления и проникновения в хозяина. Похоже, что у селена есть способы демонтировать несколько стратегий в A. baumannii .

Исследователи обнаружили, что для культур, подвергающихся воздействию селена, биопленочная архитектура этих культур была значительно снижена, в результате чего биопленка выглядела диффузной и разрушенной. Соответственно, генетический анализ после лечения выявил значительное подавление генов, связанных с производством биопленки. Селен также снижает способность бактерий прилипать к клеткам кожи и проникать в них.

«Нет четких данных о том, как работает селен. По-видимому, существует токсичность в отношении внешней мембраны бактерий, и это может также вызвать токсичность в отношении ДНК, возможно, в отношении генов, которые участвуют в создании биопленки», – говорит Венкитанараянан.

Изучение этих точных механизмов – следующие шаги, которые предпримут исследователи, таким образом приближаясь на один шаг к клиническим применениям.

Несмотря на то, что точные механизмы действия селена в настоящее время неизвестны, Венкитанараянан говорит, что важно исследовать эти типы вариантов. Его группа исследовала эффективность селена для лечения других инфекций, таких как энтерогеморрагическая кишечная палочка (EHEC) и Clostridium difficile ( C. Diff ). Поскольку при лечении различных бактериальных инфекций встречается больше устойчивости к антибиотикам, Венкитанараянан говорит, что важно оглянуться назад на методы лечения, которые когда-то работали.

«Даже если мы используем старые методы в сочетании с современными антибиотиками, это лучше, чем вообще ничего не использовать».