Дослідники розробили новий антибіотик під назвою Лоламіцин, який показав значну ефективність у зменшенні або повному усуненні резистентних до ліків бактеріальних інфекцій в моделях мишей з гострою пневмонією та сепсисом, при цьому не пошкоджуючи корисні мікроби в кишківнику.
Ці результати, опубліковані в журналі «Nature», можуть стати новою ерою в лікуванні стійких бактеріальних інфекцій.
«Люди починають усвідомлювати, що антибіотики, які ми всі приймаємо для боротьби з інфекціями і, в деяких випадках, для порятунку життя, також мають шкідливі побічні ефекти,» зазначив Пол Хергенротер, професор хімії в Університеті Іллінойсу в Урбана-Шампейн, який очолював дослідження разом зі своєю колишньою аспіранткою Крістен Муньос. «Вони вбивають наші корисні бактерії разом із патогенними. Ми хотіли розробити нове покоління антибіотиків, які могли б знищувати патогенні бактерії, не зачіпаючи корисні.»
Дослідження показують, що порушення мікробіому кишечника через антибіотики збільшують вразливість до подальших інфекцій і пов’язані з різними захворюваннями, включаючи проблеми з шлунково-кишковим трактом, нирками та печінкою.
«Більшість клінічно схвалених антибіотиків або вбивають грампозитивні бактерії, або вбивають як грампозитивні, так і грамнегативні бактерії,» пояснила Муньос. Грамнегативні бактерії мають додатковий захисний шар, що робить їх більш стійкими до знищення.
Наявні антибіотики, які спрямовані на грамнегативні бактерії, такі як колістин, також вбивають корисні грамнегативні бактерії та можуть викликати серйозні побічні ефекти, включаючи діарею, пов’язану з C. difficile, і псевдомембранозний коліт, що може бути небезпечним для життя. Токсичність колістину для печінки та нирок часто обмежує його використання як останнього засобу.
Щоб вирішити проблему неспецифічного знищення грамнегативних бактерій, команда зосередилася на групі препаратів, розроблених компанією AstraZeneca. Ці препарати пригнічують систему транспорту ліпопротеїнів, яка є унікальною для грамнегативних бактерій. Хоча ці препарати спочатку були неефективні проти грамнегативних інфекцій, вони показали обнадійливі результати в експериментах на культурах клітин, вибірково знищуючи патогенні бактерії.
Муньос модифікувала структуру цих інгібіторів та оцінювала їх потенціал проти грамнегативних і грампозитивних бактерій у культурах клітин. Один з нових сполук, Лоламіцин, вибірково знищував лабораторні штами грамнегативних патогенів, таких як Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae і Enterobacter cloacae, не впливаючи на грампозитивні бактерії. При високих дозах Лоламіцин знищував до 90% резистентних до багатьох препаратів штамів E. coli, K. pneumoniae і E. cloacae.
При пероральному введенні мишам з резистентними до ліків сепсисом або пневмонією, Лоламіцин врятував усіх мишей із сепсисом і 70% мишей з пневмонією, демонструючи його потужний терапевтичний потенціал.
Також було досліджено вплив Лоламіцину на мікробіом кишечника. «Мікробіом миші є ефективною моделлю для дослідження людських інфекцій через їх схожість,» зазначила Муньос. Стандартні антибіотики, такі як амоксицилін і кліндаміцин, спричиняли значні порушення структури мікробних популяцій у кишечнику мишей, зменшуючи чисельність кількох корисних мікробних груп. У той час Лоламіцин не спричинив значних змін у складі мікробіому протягом лікування та подальшого періоду відновлення.
Хоча ці результати обнадійливі, Хергенротер підкреслив необхідність подальших досліджень. Лоламіцин та подібні сполуки повинні пройти додаткові випробування проти ширшого спектру бактеріальних штамів та детальні токсикологічні дослідження. Крім того, необхідно оцінити, наскільки швидко бактерії можуть розвивати резистентність до нових антибіотиків.
Це дослідження є доказом концепції того, що можна розробити антибіотики, які знищують патогенні мікроби, зберігаючи при цьому корисні бактерії в кишечнику, особливо для складних для лікування грамнегативних інфекцій. Хергенротер та його команда вважають, що це дослідження відкриває нові можливості для розробки безпечніших та ефективніших антибіотиків, що може змінити підхід до лікування бактеріальних інфекцій у майбутньому.
