Antibiotická rezistence: výzkumníci „trénují buňky“, aby ukončili smrtící krizi

$config[ads_kvadrat] not found

Obsah:

Anonim

Protilátky odolné vůči drogám ohrožují lidské zdraví po celá desetiletí. Situace se zhoršuje z důvodu nedostatku nových antibiotik. Ale co kdybychom změnili způsob, jakým je chceme léčit, a vyškolili naše buňky, aby tyto útočníky zabili, místo aby se spoléhali na antibiotika, aby dělali špinavou práci? Tato nová strategie, nazvaná obrana zaměřená na hostitele, by mohla pomoci vyřešit problém rezistence na antibiotika.

Antibiotická rezistence je rostoucím zájmem o globální zdraví. Nedávná zpráva, kterou zadala britská vláda, ukazuje, že každoročně zemřelo přibližně 700 000 lidí v důsledku infekcí způsobených bakteriemi rezistentními na léky. Zpráva také varovala, že bez zásahu by se počet obětí mohl zvýšit na 10 milionů na celém světě a stát globální ekonomiku stát 80 bilionů dolarů.

Viz také: Bakterie rezistentní na antibiotika mohou být zastaveny starověkým irským lidovým lékem

Odolnost vůči drogám je vážným problémem i ve Spojených státech. Každoročně zemře více než 23 000 lidí kvůli patogenům rezistentním na více léků a stálo zemi kolem 55 miliard dolarů ročně. Hlavní viníci ohrožující USA jsou rezistentní vůči methicilinu Staphylococcus aureus (MRSA), karbapenem-rezistentní Enterobacteriaceae (CRE) a Clostridium difficile.

Nedostatek nových antibakteriálních léků ve vývoji pro řešení rostoucí hrozby je znepokojující trend. Zvláštním zájmem je patogen, který je rezistentní na lék vyhrazený k léčbě infekcí, když všechny ostatní selhaly. To je případ patogenů rezistentních na karbapenem.

Pokles antibakteriálních léčiv spolu s výskytem patogenů rezistentních na léky vyžaduje alternativní přístupy.

V laboratoři Malay Haldar, spolu s dalšími projekty, mí kolegové a já studujeme, jak faktory ve zvířecím hostiteli hrají roli v reakci na infekce. K otestování tohoto přístupu tuto práci používáme pomocí myšího modelu infekcí. Naším cílem je najít nové rysy nebo faktory hostitele, které mohou být cíleny na zvýšení imunitní odpovědi jedince dostatečně vysoké na to, aby zabily mikroby. Hostitelský faktor, který zkoumáme, se nazývá Spi-C, gen nalezený v každé buňce lidského těla.

Cílení na hostitelské faktory

Můj zájem o hostitelské faktory vznikl během mého studia. Při práci na mé Ph.D. Výzkumný projekt, jsem se dozvěděl, že hostitelské faktory, různé rysy vnitřní pro člověka, hrají významnou roli v bakteriálních infekcích. To mě inspirovalo k tomu, abych zjistil, jak imunitní systém hostitele bojuje s bakteriemi.

Nové vhledy do obrany hostitele proti patogenům vedly výzkumníky k tomu, aby prozkoumali novou strategii nazvanou hostitelská terapie (HDT), což je relativně nedávná myšlenka, která byla jen asi deset let.

Cílem HDT je ​​spíše zesílit a zesílit imunitní reakci hostitele, než aby se spoléhala výhradně na antibakteriální léčiva. Zaměřením na hostitelské faktory a také na léčbu antibiotiky poskytují HDT dvojitou dávku.

Tělo přirozeně reaguje na infekce se zánětem, což je proces, ve kterém specifické populace imunitních buněk napadají a zabíjejí napadající bakterie buď tím, že je konzumují, nebo je zapírají proteinovými zbraněmi. Nekontrolovaný zánět však vyvolává tvorbu proteinů, které mohou způsobit selhání více orgánů a mohou dokonce zabít hostitele. Proto je kontrola zánětu klíčová pro boj proti patogenům a také pro ochranu těla před hyperinflamací.

HDT zahrnují sadu léčebných postupů, které zvyšují odpověď hostitele na patogeny a také chrání hostitele před přehnanou imunitní reakcí. HDT zahrnují buněčnou terapii, ve které je specifická populace buněk kostní dřeně injikována do hostitelského těla, aby se zabránilo nadměrné imunitní reakci a poškození tkáně. Další HDT zahrnuje běžně používané léky pro neinfekční onemocnění. Statiny a ibuprofen například zklidňují reakci hostitele na infekce. Biologická léčiva, komplexní molekulární léčiva vyráběná technologií rekombinantní DNA, to dělají také neutralizací malých proteinů a snížením poškození tkáně. Ukázalo se také, že produkty výživy, jako je vitamin D3, způsobují, že hostitelské imunitní buňky uvolňují antibakteriální látky, které zvyšují zabíjení patogenů.

HDT ve spojení s antibakteriálními léky vykazují velký slib v léčbě různých multidrogových rezistentních patogenů, zejména proti Mycobacterium tuberculosis, patogen, který způsobuje tuberkulózu, jednu z top 10 příčin smrti na celém světě.

Přizpůsobení léčby infekcí

V posledním desetiletí výzkumníci dosáhli velkého pokroku v oblasti výzkumu hostitelských faktorů, což vedlo k novým terapeutickým strategiím.

Jedním z nich je personalizovaná medicína, ve které může genomický plán určit jedinečnou náchylnost jednotlivce k onemocněním a zvolit vhodné terapie.

Tento koncept se používá u neinfekčních onemocnění, jako je rakovina. Použití tohoto konceptu u infekčních onemocnění je však velmi nedávné. Přizpůsobená medicína nás však vede ke spekulaci, proč jsou někteří jedinci náchylnější k infekcím než jiní. Moji kolegové a já se domníváme, že tyto rozdíly mohou být způsobeny jemnými rozdíly v DNA genů hostitelského faktoru. Spojením těchto rozdílů, nazývaných polymorfismy, s úrovní zranitelnosti jednotlivců vůči infekcím doufáme, že náš výzkum přispěje k přesnému léčení bakteriálních infekcí.

Naše pátrání po novém hostitelském faktoru

Moji kolegové v laboratoři Haldar a já zkoumáme úlohu Spi-C v bakteriální infekci. Spi-C je nezbytný pro vývoj specifického typu populace buněk ve slezině, které regulují ukládání železa v těle. Železo je nezbytné pro transport kyslíku v červených krvinkách.

Během infekcí však bakterie vyžadují železo. Potřebují ji pro růst a soutěží s hostitelem, aby si to. Pokud bychom tedy mohli změnit aktivitu Spi-C genu, mohli bychom být schopni zbavit bakterie této životně důležité živiny a tím zastavit infekce bez poškození hostitele.

V nedávné práci jsme shrnuli vliv železa v hostitelských buňkách a jeho interakce s hostitelskými faktory v přítomnosti nebo nepřítomnosti infekcí.

U myší jsme testovali roli hostitelského faktoru, Spi-C, jako způsobu obrany hostitele. V této studii jsme myším injikovali chemickou látku, která je součástí bakterií. Chtěli jsme vyvolat změny, ke kterým dochází u zvířete během skutečné bakteriální infekce.

Viz také: „Noční můra bakterie“: Co potřebujete vědět o bakteriích rezistentních na antibiotika

Naše předběžné výsledky ukázaly, že hostitelský faktor je aktivní v různých orgánech myší ošetřených chemickou látkou. Věříme, že tato aktivace hraje roli v obraně hostitele. A skutečně jsme zjistili, že ztráta aktivity Spi-C zvyšuje uvolňování malých proteinů, které usnadňují obranu hostitele proti patogenům ve srovnání s buňkami, které mají normální aktivitu Spi-C. Domníváme se, že tato změna malých proteinů může chránit hostitele před hyperinflamací v reakci na infekci.

Domníváme se, že posun našeho myšlení od terapie zaměřené na patogeny na terapii řízenou hostitelem představuje novou cestu přesného lékařství, která by mohla pomoci ukončit krizi drogové rezistence.

Tento článek byl původně publikován na The Conversation by Zahidul Alam. Přečtěte si originální článek.

$config[ads_kvadrat] not found