Эффективность антибиотиков против бактерий в основном определяется их способностью подавлять рост микроорганизмов в лабораторных условиях. Однако критически важно выяснить, способны ли активные компоненты действительно уничтожать патогенные бактерии в организме. Исследователи из Базельского университета разработали новый подход к оценке эффективности антибиотиков в уничтожении бактерий.
Проблема устойчивости бактерий к антибиотикам представляет собой одну из самых серьезных угроз для здравоохранения в наше время. Из-за мутаций бактерии становятся все более устойчивыми к распространенным препаратам, что усложняет лечение инфекций.
Даже в отсутствие устойчивости некоторые бактерии могут противостоять антибиотикам, особенно когда они находятся в состоянии покоя. В этом состоянии они не размножаются и не поддаются действию антибиотиков, что позволяет им «проснуться» и начать делиться позже, например, после завершения курса антибиотикотерапии.
Это особенно актуально для таких заболеваний, как туберкулез и другие сложные инфекции, лечение которых занимает много месяцев. Важно выбирать препараты, которые не только уничтожают бактерии, но и полностью стерилизуют инфекцию.
Ранее лабораторные исследования в основном фокусировались на том, останавливает ли препарат рост бактерий, а не на том, убивает ли он их.
Под руководством доктора Лукаса Боека из Департамента биомедицины Базельского университета и Университетской больницы Базеля была разработана новая методика, позволяющая более точно прогнозировать успех лечения. Этот метод описан в журнале Nature Microbiology.
Метод, который исследователи назвали «антибактериальным тестированием отдельных клеток», основан на микроскопической визуализации миллионов бактерий в различных условиях.
«Мы применяем этот метод для наблюдения за каждой отдельной бактерией в течение нескольких дней, чтобы выяснить, действительно ли препарат ее убивает и с какой скоростью», — поясняет Лукас Боек.
Это позволяет точно определить, какая доля бактериальной популяции уничтожается в результате лечения и насколько эффективно оно проходит.
Для демонстрации своего метода исследовательская группа протестировала 65 различных комбинаций лечения на возбудителе туберкулеза Mycobacterium tuberculosis. Также метод был протестирован на образцах бактерий от 400 пациентов с различными сложными легочными инфекциями, вызванными Mycobacterium abscessus, который близок к возбудителю туберкулеза.
Различия были замечены как между методами лечения, так и между штаммами бактерий у разных пациентов. Последние эксперты связывают с устойчивостью к антибиотикам. Дальнейшие исследования показали, что определенные генетические характеристики влияют на то, насколько хорошо бактерии переносят антибиотики.
«Чем лучше бактерии переносят антибиотик, тем ниже вероятность успешного лечения для пациентов», — подводит итог Лукас Боек.
Результаты тестирования антимикробной активности отдельных клеток хорошо коррелируют с данными клинических исследований и экспериментами на животных, что подтверждает их эффективность в борьбе с инфекциями.
Хотя новый метод пока используется только в научных целях, в будущем его можно будет применять и в клинической практике, а также в промышленности. Как отмечает Лукас Боек, он может принести пользу как пациентам, так и разработке новых лекарств в различных областях.
«Наш метод тестирования позволяет адаптировать антибиотикотерапию к конкретным штаммам бактерий у каждого пациента».
Он добавляет, что лучшее понимание генетических факторов в будущем позволит проводить более простые и быстрые тесты на устойчивость к антибиотикам и улучшит оценку эффективности новых препаратов на этапе их разработки.
Изображение: фрипик
