Как комбинации антибиотиков могут победить «супербактерии»
Учёные из Центра по изучению устойчивости к антибиотикам Университета Эмори сообщают, что скрытая форма устойчивости к антибиотикам, называемая гетерорезистентностью, распространена шире, чем считалось ранее.
В то же время, отслеживание гетерорезистентности может помочь в выборе комбинаций антибиотиков, способных победить бактерии, считавшиеся непобедимыми. Комбинации, подобранные таким образом, эффективно спасли мышей от летальных инфекций, но их эффективность у госпитализированных пациентов ещё предстоит доказать.
Результаты запланированы к публикации в Nature Microbiology.
Гетерорезистентность означает, что стандартные тесты, используемые в больничных лабораториях, не всегда выявляют устойчивость к данному антибиотику, потому что лишь небольшая субпопуляция бактериальных клеток устойчива к препарату. Однако эта субпопуляция быстро выявляется и процветает, когда именно этот антибиотик применяется против инфекции.
«Мы можем думать о гетерорезистентности как о бактериях, которые "наполовину устойчивы". Когда вы убираете антибиотик, устойчивые клетки снова становятся лишь небольшой частью группы. Вот почему их трудно увидеть в тестах, которые обычно используют в больницах», — говорит Дэвид Вайсс, директор Центра.
В клинических лабораториях гетерорезистентность иногда ошибочно классифицируют как «восприимчивость», что может привести к неудаче лечения. В других случаях её классифицируют как равномерную устойчивость.
Исследователи изучили 104 бактериальных изолята из программы эпиднадзора в Джорджии (Multi-site Gram-negative Surveillance Initiative), отслеживающей полирезистентные «супербактерии» (карбапенем-резистентные энтеробактерии, CRE). Они обнаружили, что более 85% были гетерорезистентны как минимум к двум антибиотикам.
Если бактерии были гетерорезистентны к двум антибиотикам, то комбинация этих двух антибиотиков была более эффективна для их уничтожения. Это связано с тем, что устойчивые субпопуляции были независимыми и не увеличивались или уменьшались вместе.
В качестве наглядных примеров исследователи выбрали два изолята панрезистентных бактерий Klebsiella pneumoniae: Nevada-2016 и AR0040.
- Nevada-2016 был выделен у женщины, умершей в больнице Невады в 2016 году. Стандартные тесты показали его устойчивость к 26 различным антибиотикам.
- К двум антибиотикам эта бактерия была гетерорезистентна. Используемые вместе, эти антибиотики смогли уничтожить бактерии в культуре.
- Подобный подход, но с другими антибиотиками, предотвратил гибель мышей от летальной инфекции, вызванной изолятом AR0040.
Комбинации антибиотиков используются давно, но их эффективность непостоянна. Новым является понимание почему они работают в случае множественной гетерорезистентности.
«Множественная гетерорезистентность может объяснить значительную долю комбинаций антибиотиков, ранее идентифицированных как синергичные», — пишут авторы.
Вайсс предупреждает, что если гетерорезистентность к нескольким антибиотикам когда-либо станет связанной в одном штамме, комбинированный подход не сработает. Пока же это может быть способом выжать больше эффективности из антибиотиков, к которым у бактерий развилась устойчивость.
«Мы говорим: не выбрасывайте эти препараты в мусор, они всё ещё могут быть полезны. Их просто нужно использовать в комбинации с другими», — говорит Вайсс. «Также мы не можем заранее сказать, какая комбинация сработает — нет никакой волшебной комбинации. Нужно тестировать штамм. Но это не так уж отличается от тестирования бактериальных штаммов на устойчивость к отдельным антибиотикам».