טיפול מופעל על ידי אור מפחית עמידות לאנטיביוטיקה בסטפילוקוקוס אאורוס

מחקר חדש מדגיש את הפוטנציאל של כורכומין המופעל על ידי אור להפחתת מגוון ההתנגדות בסטפילוקוקוס אאורוס עמיד באנטיביוטיקה, ומחזק את ההפעלה הפוטודינמית כטיפול מסייע מבטיח נגד זיהומים חיידקיים.

לִלמוֹד: הפעלה פוטודינמית והשפעותיו על ההטרוגניות של עמידות חיידקיםו קרדיט תמונה: Arif Biswas/Shutterstock.com

טיפול חדש מבוסס אור יכול למלא תפקיד מפתח במאבק בהתנגדות לאנטיביוטיקה. במחקר שפורסם לאחרונה בפורסם דוחות מדעייםחוקרים מברזיל וארצות הברית בחנו את ההפעלה הפוטודינמית (PDI).

טכניקה זו משתמשת באור ורגישות לאור כדי להחליש חיידקים עמידים כפתרון פוטנציאלי. הם גילו כי PDI הפחית משמעותית את מגוון ההתנגדות של Staphylococcus aureusמה שהופך את האנטיביוטיקה ליעילה יותר.

חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה

עמידות לאנטיביוטיקה היא משבר עולמי הולך וגובר, המאיימת על יעילות הטיפולים בזיהומים חיידקיים. מאז גילוי הפניצילין, האנטיביוטיקה הצילה מיליוני חיים, אך שימוש לרעה נרחב הוביל גם הם לזנים חיידקיים עמידים.

Staphylococcus aureusסיבה שכיחה לזיהומים במיוחד, פיתחה עמידות לתרופות מרובות, סיבכה מאמצי טיפול והגברת שכיחות זיהומים נוזוקומיאליים.

גישות מסורתיות למאבק בחיידקים עמידים לאנטיביוטיקה מסתמכים על אנטיביוטיקה חזקה או משולבת, ובכל זאת ההתנגדות ממשיכה להתפתח.

חיידקים יכולים להסתגל במהירות באמצעות מוטציות גנטיות והעברת גנים, מה שהופך אותם לגמישים לטיפול. בנוסף, נוכחותן של תת -אוכלוסיות חיידקים הטרוגניות מסבכת עוד יותר את הטיפול, שכן תאים מסוימים שורדים והופכים לעמידים יותר בעוד שאחרים מתים.

במסע למצוא אסטרטגיות אלטרנטיביות לשיפור היעילות האנטיביוטית, נבדקת גישה מבטיחה הכוללת אי-הפעלה פוטודינמית (PDI), המשתמשת במולקולות המופעלות על ידי אור כדי לייצר מינים חמצן תגובתי ולפגיעה בתאי חיידקים.

עם זאת, מעט מאוד ידוע כיצד PDI משפיע על ההטרוגניות של אוכלוסיות חיידקים עמידות.

על המחקר

במחקר הנוכחי, החוקרים חקרו את השפעות ה- PDI על עמידות לאנטיביוטיקה Staphylococcus aureus זנים. הם בחרו באוכלוסיות חיידקים עמידות בפני אמוקסיצילין, ג'נטמיצין ואריתרומיצין.

כורכומין, רגישות פוטוס נגזרת באופן טבעי, שימש בריכוז של 10 מיקרומטר, והם החילו חמישה מחזורי PDI באמצעות אור 450 ננומטר בצפיפות אנרגיה של 10 ג'ול לכל ס"מ.

כדי להעריך את השפעת ה- PDI, נמדד הריכוז המעכב המינימלי (MIC) של אנטיביוטיקה לפני ואחרי הטיפול האור. בדיקות ה- MIC קובעות את הריכוז האנטיביוטי הנמוך ביותר הדרוש כדי לעכב את צמיחת החיידקים, ושינויים בערכי ה- MIC סיפקו תובנות על השפעת ה- PDI על עמידות חיידקים.

המחקר ניתח גם את ההטרוגניות של אוכלוסיית החיידקים על ידי דוגמנות עקומות תמותה באמצעות פונקציות לוגיסטיות. החוקרים עקבו אחר האופן שבו תת -אוכלוסיות שונות הגיבו לטיפול באור על ידי בחינת רוחב עקומות ההישרדות.

התפלגות צרה יותר לאחר PDI הייתה מעידה על תגובה אחידה יותר לאנטיביוטיקה, מה שמרמז על גיוון מופחת בעמידות לאנטיביוטיקה.

כדי לשמור על כדאיות החיידקים בין מחזורי PDI, הודגרו תרבויות במשך שש שעות לפני חשיפה מחודשת. המתודולוגיה הבטיחה כי חיידקים עמידים ייחשפו בעקביות ללחץ חמצוני מבוקר, מה שמאפשר לחוקרים להתבונן בהשפעות ארוכות טווח.

החוקרים כללו גם בקרות כמו חיידקים שלא טופלו, חיידקים שנחשפו לכורכומין ללא אור, וחיידקים שנחשפו לאור ללא כורכומין.

ממצאים עיקריים

המחקר מצא כי PDI הגביר משמעותית את הרגישות לחיידקים לאנטיביוטיקה. לאחר חמישה מחזורי טיפול, ערכי ה- MIC לאמוקסיצילין, אריתרומיצין וגנטמיצין פחתו, מה שמצביע על כך שחיידקים דורשים מינונים אנטיביוטיים נמוכים יותר לעיכוב.

יתר על כן, אוכלוסיות חיידקים שטופלו ב- PDI הראו תגובה הומוגנית יותר לאנטיביוטיקה, עם מגוון ההתנגדות המופחת.

ממצא מפתח היה צמצום רוחב עקומת ההישרדות. באוכלוסיות לא מטופלות, ערכי ה- MIC השתנו באופן נרחב, ומשקפים תגובה הטרוגנית בקרב תת -אוכלוסיות עמידות. לאחר PDI, שונות זו פחתה, מה שמרמז שאוכלוסיות החיידקים הפכו אחידות יותר וקל יותר למקד לאנטיביוטיקה.

לעמידה במתיצילין Staphylococcus aureus (MRSA), שהוא הגורם העיקרי לזיהומים נוזוקומיאליים, רוחב ההתפלגות צמצם ב- 76.52%, ואילו זנים עמידים הנגרמים על ידי אנטיביוטיקה הראו ירידות העולות על 90%.

השיפור המשמעותי ביותר נצפה בזנים עמידים לגנטמיצין, שם ההטרוגניות ירדה ב 99.84%.

יתר על כן, דוגמנות מתמטית אישרו כי PDI שינה את דינמיקת ההישרדות החיידקית מבלי לבטל את הזנים העמידים. במקום זאת, זה החליש תת -אוכלוסיות, מה שהפך אותם לפגיעים יותר לאנטיביוטיקה. ממצא זה תמך ברעיון ש- PDI אינו משמש כטיפול עצמאי אלא כטיפול מסייע המשפר את היעילות האנטיביוטית.

עם זאת, הממצאים הצביעו גם על כמה מגבלות. בעוד ש- PDI הפחית בהצלחה את הטרוגניות ההתנגדות, יעילותו השתנתה על ידי סוג אנטיביוטי ומתח חיידקים.

זנים מסוימים נותרו גמישים יותר מאחרים, מה שמרמז כי יתכן שיהיה צורך באופטימיזציה נוספת של פרוטוקולי PDI לפני שתוכלו להתרחש יישומים נרחבים של הטכנולוגיה. בנוסף, יישומים בעולם האמיתי ידרשו אימות קליני כדי להעריך את הבטיחות והיתכנות.

מסקנות

בסך הכל, המחקר הציע כי PDI הוא כלי מבטיח במאבק נגד חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה. על ידי הפחתת הטרוגניות חיידקית ושיפור הרגישות לאנטיביוטיקה, PDI מציע אסטרטגיה פוטנציאלית לשיפור תוצאות הטיפול.

הממצאים גם הצביעו על כך שמחקרים עתידיים צריכים להתמקד במיטוב פרוטוקולי PDI ובשילובם במסגרות קליניות. אם מוכח כיעיל ביישומים אנושיים, גישה זו עשויה לחולל מהפכה בניהול הזיהום ולהאט את התפשטות זני החיידקים העמידים.