ככל שזנים של פתוגנים עמידים לאנטיביוטיקה בחזית הופכים נפוצים יותר ברחבי העולם, רופאים פונים לעתים קרובות יותר לטיפולים משולבים המדרדרים עמידות זו כאופציה טיפולית ראשונה.
אפשר לצפות, אם כן, שפתוגנים עמידים לאנטיביוטיקה עשויים להתפתח כדי להסתגל לגישה זו. מחקרים קודמים, לעומת זאת, הביאו למסקנות סותרות לגבי מידת הסבירות לכך.
במחקר חדש שפורסם ב-27 בספטמבר ב תקשורת טבעחוקרים מאוניברסיטת דיוק גילו את המנגנון שמאחורי הפערים הללו -; רמת ה"אנוכיות" של החיידקים. התובנה מספקת הדרכה לרופאים כיצד להתאים בצורה הטובה ביותר את הטיפולים המשולבים הללו לפתוגנים שונים, למזער את הבחירה לעמידות ולגבש מעכבי עמידות חדשים לאנטיביוטיקה.
מחקרים אחרונים הראו עלייה פי שניים בשכיחות פתוגנים עמידים לאנטיביוטיקה בדרום אמריקה בטווח של חמש שנים בלבד. אבל זה רק קצה הקרחון. זו בעיה גלובלית. ככל שרופאים פונים לטיפולים משולבים לעתים קרובות יותר, עלינו להבין כיצד ליישם אותם בצורה הטובה ביותר כדי למזער את הבחירה להתנגדות."
לינגצ'ונג יו, הפרופסור המובהק של ג'יימס ל. מריאם להנדסה ביו-רפואית ב-Duke
קבוצת האנטיביוטיקה הנפוצה ביותר בעולם, הכוללת תרופות נפוצות כמו פניצילין, היא אנטיביוטיקה בטא-לקטם. זהו גם סוג האנטיביוטיקה שסביר להניח שחיידקים פיתחו עמידות כלפיהם.
במקום לעבור מוטציה כדי להימנע מאנטיביוטיקה, חיידקים הופכים עמידים לבטא-לקטם על ידי יצירת אנזים שמפרק את התרופה. כדי להילחם בעמידות זו, חוקרים יוצרים תרופות שתוקפות ומעכבות את האנזים. בשימוש בשילובים, מעכבים אלה יכולים להחזיר את היעילות של אנטיביוטיקה בטא-לקטם.
עם זאת, מחקרים קודמים מצאו אי התאמות באופן שבו זיהומים עמידים מגיבים לטיפולים אלו. בניסויים מסוימים, התאים העמידים לאנטיביוטיקה ששרדו התעשרו, מה שהוביל לאפשרות גדולה יותר של הסתגלותם לטיפולים משולבים. אבל בניסויים אחרים, עלות האנרגיה של יצירת האנזים המפרק אנטיביוטי הותירה את אוכלוסיית התאים העמידים מדולדלת, מה שמאפשר לתאים אחרים להפיק תועלת מעבודתם הקשה ולשגשג במקום זאת.
"התצפיות הסותרות לכאורה הללו הן שהניעו את המחקר שלנו", אמר אתה. "והמסר לקחת הביתה הוא מאוד פשוט: בהתבסס על התכונות הגנטיות שלהם, אם החיידקים באמת אנוכיים עם אנזימי העמידות שלהם, אז הם ישגשגו לאחר הטיפול. אבל אם הם מתוכנתים לחלוק את העמידות שלהם כטובת הציבור, אז תאים שרגישים אחרת לאנטיביוטיקה ירוויחו יותר".
האנזימים שמפרקים את האנטיביוטיקה בטא-לקטם מיוצרים ומעוגנים בתוך הממברנה החיצונית של החיידק. זה עושה אותם מועילים בעיקר לחיידקים המייצרים את האנזים. אבל מכיוון שחיידקים עמידים אלו מפרקים את התרופות סביבם, הם גם עוזרים להגן על כל האוכלוסייה. האנזימים יכולים להשתחרר לסביבה גם כאשר חיידקים עמידים מתים או בגלל שהעוגנים המחזיקים אותם לתא חלשים מדי.
כל אלה הם משתנים טבעיים שיכולים להפוך את ההתנגדות ליותר טובת פרטית או ליותר טובה ציבורית, אמרת. יותר חיידקים אנוכיים עושים עבודה טובה יותר בהיאחזות באנזימים הללו, בעוד שזנים פחות אנוכיים לא.
כדי להדגים כיצד ההבדל הזה עשוי להשפיע על טיפולים משולבים, אתה והמעבדה שלו יצרו זנים מלאכותיים שהיו מאוד אנוכיים או נדיבים מאוד באנזימי העמידות שלהם. באמצעות טכנולוגיית תרבות רובוטית עם תפוקה גבוהה, המעבדה הראתה שזנים אנוכיים שגשגו לאחר הטיפול המשולב בעוד שזנים נדיבים הצליחו הרבה יותר גרוע.
אתה אומר שלתוצאות האלה יש שתי השלכות קליניות חשובות. בעת שימוש במעכבי עמידות לבטא-לקטם, הרופאים צריכים לקחת בחשבון את הזן הספציפי המטופל. היכולת לחדור לממברנות של החיידקים עושה עבודה טובה יותר בהריגת חיידקים אנוכיים, מדכאת ביעילות את התכונות האנוכיות שלהם וממזערת את הסיכוי שהם יפתחו יותר עמידות. ועל החוקרים לחפש ליצור מעכבים ותוספים אחרים שיכולים לעזור למעכבים אלה להילקח לתוך החיידק.
"אנטיביוטיקה של בטא-לקטם ומעכבי עמידות לבטא-לקטם מיוצרים בפורמולציות סטנדרטיות ואי אפשר לשנות אותן, אבל יש אפשרויות לבחור פורמולציות שונות יחד, ועבודה זו יכולה לעזור לייעל את הבחירות הללו", אמרת. "אם ניצור מסד נתונים שמכמת איך זנים שונים מגיבים לשילובים האלה, זה יכול לשפר באופן משמעותי את איכות הטיפול."
עבודה זו נתמכה על ידי המכונים הלאומיים לבריאות (R01AI125604, R01GM098642, R01EB031869), הקרן הדו-לאומית למדע ארה"ב-ישראל (2021192), ומלגת בוגרי הקרן הלאומית למדע.