Пенсионный советник

Подпишитесь на оповещения от Газета.Ru

По каким бактериям звонит колокол

Биологи предложили новый способ прогнозирования резистентности патогенов

Екатерина Мищенко
Уничтожение бактерии наночастицами серебра Shutterstock
Уничтожение бактерии наночастицами серебра

Как шланги и колбы помогают спасать жизни людей, почему график зависимости числа резистентных мутантов патогенных бактерий от концентрации антибиотика имеет форму колокола, реально ли предотвратить развитие резистентности в клинике и какой, по мнению российских ученых, должна быть «антимутантная» антибиотикотерапия, рассказывает «Газета.Ru».

Развитие резистентности бактерий к существующим антибиотикам — глобальная проблема. Именно это обусловило заметное снижение эффективности антибиотикотерапии в последние годы. Неслучайно теме борьбы с резистентностью возбудителей бактериальных инфекций было посвящено специальное заседание на 71-й сессии Генассамблеи ООН.

Решающая роль в этой борьбе отводится прогнозированию развития резистентности в зависимости от режима антибиотикотерапии. Чтобы установить взаимосвязь между селекцией резистентных мутантов и концентрацией антибиотика и тем самым получить ключи к управлению этим процессом, сегодня применяются так называемые динамические системы.

Они позволяют проследить возникновение и гибель мутантов in vitro при моделировании реальных условий клинического применения антибиотиков.

Почему динамические системы? Вследствие видовых различий в фармакокинетике, кинетике транспорта лекарства в организме, по результатам, полученным на инфицированных животных, невозможно прогнозировать фармакодинамику, динамику действия лекарства, в клинике. В отличие от традиционных испытаний на животных динамические системы позволяют изучать фармакодинамику антибиотиков при моделировании in vitro их фармакокинетики именно у человека, а не у крыс, кроликов или собак.

Основными элементами конструкции динамических систем являются колбы, шланги и насосы,

с помощью которых можно имитировать in vitro условия взаимодействия антибиотика с бактериями в человеческом организме.

Исследования антибиотикорезистентности бактерий с помощью динамических систем развернуты в США, Германии, Канаде, Великобритании, Корее, КНР. В США под эгидой Национальных институтов здоровья объявлена пятилетняя программа таких исследований, однако первая работа на эту тему, опубликованная в журнале Antimicrobial Agents and Chemotherapy, была сделана российскими учеными — сотрудниками Научно-исследовательского института по изысканию новых антибиотиков им. Г.Ф. Гаузе (сегодня — ФГБНУ «НИИНА»). Именно они впервые установили зависимость изменений в чувствительности золотистого стафилококка к фторхинолонам от их концентрации.

А из нашего окна вся устойчивость видна


Оказалось, что кривые зависимости «концентрация — резистентность» по форме напоминают колокол: при очень высоких и очень низких уровнях концентрации антибиотиков устойчивость почти не формируется,

а при средних количество резистентных бактерий возрастает в десятки и сотни раз.

Объяснить этот факт удалось теорией «окна резистентности», согласно которой селекция устойчивых мутантов наиболее вероятна, когда уровни антибиотика выше его минимальной подавляющей концентрации — МПК, но ниже минимальной концентрации, предотвращающей такую селекцию, — МПКМ.

Это открытие ломает существующие представления об МПК как об основном ориентире (target) при оптимизации антибиотикотерапии, ведь селекция резистентных мутантов возможна как раз тогда, когда концентрация антибиотика выше, а не ниже МПК.

Динамические системы стали настоящим прорывом в прогнозировании антибиотикорезистентности бактерий, но пока такие исследования проведены лишь для ограниченного числа пар «антибиотик — патоген».

Распространение того же подхода на новые объекты, считает директор ФГБНУ «НИИНА» член-корреспондент РАН Александр Фирсов, позволит разработать общую методологию прогнозирования и предупреждения развития резистентности возбудителей инфекций.

По ком звонит колокол на графике


В рамках работ, проведенных в ФГБНУ «НИИНА» по проекту Российского научного фонда (РНФ), количественные соотношения «концентрация — резистентность» удалось установить для гликопептидов и окзазолидинонов в отношении золотистого стафилококка, а также для фторхинолонов в отношении кишечной и синегнойной палочек, а еще для палочки Фридлендера.

При этом оказалось, что лишь даптомицин (липопептидный антибиотик) при стафилококковых инфекциях и ципрофлоксацин (фторхинолоновый антибиотик) при инфекциях, вызванных кишечной палочкой, способны предотвратить развитие резистентности — их терапевтические концентрации выше «антимутантных».

Колокол звонит по другим парам «антибиотик — патоген»: селекция резистентных мутантов возможна при рекомендуемых режимах дозирования ванкомицина (гликопептид) и линезолида (окзазолидинон) для золотистого стафилококка, а ципрофлоксацина — для синегнойной палочки и палочки Фридлендера.

Совсем недавно Александр Фирсов и его сотрудники установили, что применение линезолида с рифампицином полностью блокирует возникновение резистентности стафилококков к первому антибиотику и частично — ко второму. По мнению Фирсова, комбинированная антибиотикотерапия может снизить риск развития резистентности возбудителей инфекционных заболеваний.