Новый метод позволяет измерить, насколько эффективно антибиотики убивают бактерии

Лекарственные средства, действующие против бактерий, в основном оцениваются на основе того, насколько хорошо они подавляют рост бактерий в лабораторных условиях. Однако решающим фактором является то, действительно ли активные вещества убивают патогены в организме. Исследователи из Базельского университета представили новый метод измерения эффективности антибиотиков, убивающих бактерии.

Устойчивые к антибиотикам бактерии — одна из самых больших проблем здравоохранения нашего времени. Из-за мутаций бактерии становятся все более устойчивыми к воздействию обычных лекарств, что затрудняет лечение этих инфекций.

Но даже без устойчивости бактерии иногда способны противостоять антибиотикам, особенно если бактерии находятся в спящем состоянии. Хотя в этом состоянии они не размножаются, антибиотики их не убивают. Это позволяет бактериям проснуться и снова начать расти позже, например, после прекращения терапии антибиотиками. В частности, в случае туберкулеза и других сложных инфекций, лечение которых занимает многие месяцы, выбор лекарств, которые убивают бактерии и полностью стерилизуют инфекцию, имеет решающее значение.

Предыдущие лабораторные тесты в основном показывали, останавливает ли лекарство рост бактерий, а не то, действительно ли бактерии погибли. Исследователи под руководством доктора Лукаса Бека из кафедры биомедицины Базельского университета и университетской больницы Базеля разработали новый метод, позволяющий лучше прогнозировать успех лечения. Они описали этот новый метод в научном журнале Nature Microbiology.

Съёмка судьбы отдельных бактерий

Метод, который исследователи называют «противомикробным тестированием отдельных клеток», основан на микроскопической визуализации миллионов отдельных бактерий в тысячах различных условий. «Мы используем его, чтобы снимать каждую отдельную бактерию в течение нескольких дней и наблюдать, действительно ли лекарство убивает ее и как быстро», — объясняет Лукас Бек. Это позволяет точно измерить, какая часть популяции бактерий уничтожается в результате лечения и насколько эффективно.

Чтобы продемонстрировать свой метод, исследовательская группа протестировала 65 комбинированных методов лечения возбудителя туберкулеза Mycobacterium Tuberculosis. Исследователи также протестировали метод на образцах бактерий от 400 пациентов с различной сложной инфекцией легких, вызванной Mycobacterium abscessus, которая связана с возбудителем туберкулеза.

Различия наблюдались, во-первых, между различными методами лечения, а во-вторых, между разными бактериальными штаммами у разных пациентов. Последнее эксперты называют толерантностью к антибиотикам. Последующие анализы показали, что определенные генетические характеристики отвечают за то, насколько хорошо бактерии могут «переждать» лечение антибиотиками. 

"Чем лучше бактерии переносят антибиотик, тем ниже шансы на терапевтический успех у пациентов", - говорит Лукас Бек, резюмируя результаты. По сравнению с данными клинических исследований и на животных моделях результаты антимикробных испытаний на отдельных клетках очень хорошо отражают, насколько хорошо различные терапевтические агенты уничтожают инфекции.

Польза для пациентов и разработка лекарств

Новый метод до сих пор использовался в качестве исследовательского инструмента, но в будущем его также можно будет использовать в клиниках и промышленности. Однажды это может оказаться полезным как для пациентов, так и для разработки лекарств во многих отношениях, объясняет Лукас Бёк. «Наш метод тестирования позволяет нам адаптировать антибиотикотерапию специально к штаммам бактерий у отдельных пациентов». Он добавляет, что лучшее понимание лежащей в основе генетики однажды позволит проводить еще более простые и быстрые тесты на толерантность к антибиотикам, а также поможет улучшить оценку эффективности новых лекарств во время их разработки.

И последнее, но не менее важное: эти данные могут помочь исследователям лучше понять стратегии выживания патогенов и, таким образом, заложить основу для новых, более эффективных терапевтических подходов».

Доктор Лукас Бек, факультет биомедицины, Базельский университет