Biologia sintetică oferă noi strategii pentru a aborda cauza principală a mortalităţii în spitale: bacteriile rezistente.
Oamenii de ştiinţă au conceput primul „medicament viu” pentru a trata infecţiile pulmonare. Tratamentul vizează Pseudomonas aeruginosa, un tip de bacterie care este rezistentă în mod natural la multe tipuri de antibiotice şi este o sursă comună de infecţii în spitale.
Cercetătorii au testat eficacitatea tratamentului la şoareci, constatând că a redus semnificativ infecţiile pulmonare.
Rezistenţa la antimicrobiene este în prezent o cauză principală de deces la nivel mondial, potrivit ultimelor studii.
Cercetările recente ale unei echipe din Spania arată că bacteriile modificate genetic sunt capabile să ţintească infecţiile rezistente la medicamente la şoareci.
Studiul pe şoareci a arătat că o bacterie modificată genetic ar putea fi folosită pentru a viza infecţiile rezistente la medicamente şi a le face vulnerabile la antibiotice care altfel ar fi ineficiente.
Tratamentul implică utilizarea unei versiuni modificate a bacteriei Mycoplasma pneumoniae, prin eliminarea capacităţii acesteia de a provoca boli şi reutilizarea ei pentru a ataca în schimb P. aeruginosa. Bacteria modificată este utilizată în combinaţie cu doze mici de antibiotice, care altfel nu ar funcţiona singure.
„Tratamentul găureşte pereţii celulari ale bacteriilor, oferind puncte cheie de intrare pentru ca antibioticele să invadeze şi să elimine infecţiile la sursă”, explică dr Maria Lluch, de la universitatea Internaţională din Catalonia, autoarea principală a studiului.
Ea a descris acţiunea tratamentului comparându-l cu un „berbece care asediază bacteriile rezistente la antibiotice”. Potrivit cercetătoarei, nouă strategie este promiţătoare în abordarea cauzei principale a mortalităţii în spitale.
(foto: o secţiune transversală a unui plămân de şoarece infectat cu Pseudonomas aeruginosa. Şoarecele a fost tratat cu o versiune a Mycoplasma pneumoniae care este capabilă să producă molecule terapeutice, cum ar fi piocine special concepute pentru a combate P. aeruginosa. Această versiune terapeutică a M. pneumoniae acţionează ca un „medicament viu”, reducând efectele infecţiei şi păstrând aerul din alveole.Credit: Rocco Mazzolini/CRG)
Tratamentul cu bacterii a dublat rata de supravieţuire a şoarecilor în comparaţie cu neutilizarea niciunui tratament, potrivit cercetărilor efectuate la Centrul de Reglementare Genomică din Barcelona. Administrarea unei singure doze mari de tratament nu a arătat semne de toxicitate în plămâni.
Odată ce tratamentul şi-a încheiat cursul, sistemul imunitar a eliminat bacteriile modificate într-o perioadă de patru zile.
Infecţiile rezistente la antimicrobiene sunt o ameninţare din ce în ce mai mare, reprezentând cel puţin 1,27 milioane de decese în fiecare an, potrivit cifrelor publicate luna aceasta, ceea ce înseamnă că este nevoie urgentă de tratamente alternative.
Acest nou studiu, urmează unei reuşite clinice din 2019 în utilizarea virusurilor modificate, cunoscute sub numele de bacteriofagi (fagi), folosiţi pentru a ataca infecţiile bacteriene. Au urmat de atunci alte mici studii clinice care au vizat bacteriile rezistente.
Cel mai recent tratament a fost conceput pentru a viza bacteria Pseudomonas aeruginosa, care poate duce la infecţii imposibil de tratat, deoarece bacteriile trăiesc în comunităţi care formează biofilme. Acestea se pot ataşa de suprafeţele corpului, formând bariere (structuri) impenetrabile care scapă de atacul antibioticelor.
Biofilmele pot creşte şi pe suprafaţa tuburilor endotraheale utilizate în cazul pacienţilor în stare critică care au nevoie de ventilatoare mecanice pentru a respira.
În astfel de cazuri, bacteriile cauzează pneumonie asociată ventilaţiei mecanice (VAP), o boală care afectează până la unul din patru (9-27%) pacienţi dintre cei ce necesită intubare şi aproape jumătate din cei intubaţi din cauza Covid-19 sever.
Potrivit statisticilor, VAP ucide unul din opt pacienţi (9-13%).
În recentul studiu, publicat joi, în revista Nature Biotechnology, cercetătorii au folosit o versiune modificată genetic a bacteriei Mycoplasma pneumoniae, căreia i-au înlăturat capacitatea de a provoca boli (boală respiratorie uşoară) şi pe care au reutilizat-o pentru a produce toxine menite să omoare sau să inhibe creşterea bacteriei Pseudomonas aeruginosa.
Unul dintre avantajele utilizării M. pneumoniae pentru tratarea bolilor respiratorii îl reprezintă faptul că aceasta este adaptată în mod natural la ţesutul pulmonar. După administrarea bacteriei modificate, ea călătoreşte direct la sursa unei infecţii respiratorii, unde se instalează ca o fabrică temporară şi produce o varietate de molecule terapeutice.
Autorii studiului au conceput M. pneumoniae pentru a dizolva biofilmele echipând-o cu capacitatea de a produce diverse molecule, inclusiv piocine, toxine produse în mod natural de bacterii pentru a ucide sau inhiba creşterea tulpinilor bacteriene Pseudomonas.
Pentru a-i testa eficacitatea, oamenii de ştiinţă au colectat biofilme de P. aeruginosa din tuburile endotraheale ale pacienţilor din secţiile de terapie intensivă. Ei au descoperit că tratamentul a străpuns bariera şi a dizolvat cu succes biofilmele.
Echipa intenţionează să efectueze cercetări suplimentare înainte de a trece la studiile clinice. În viitor, cercetătorii au în vedere ca tratamentul să fie administrat folosind un nebulizator, un dispozitiv care transformă medicamentul lichid în vapori permiţând astfel pacientului să inhaleze bacteriile printr-o mască.
(foto articol: bacteria rezistentă Pseudomonas aeruginosa care poate provoca pneumonie - infecţii în plămâni - la persoanele care necesită ventilaţie mecanică. Credit: Imperial College London, Marea Britanie)
