За последние десятки лет понимание функций кишечного микробиома значительно продвинулось – микрофлора играет важную роль не только в общем метаболизме, но и в регуляции функций иммунной и нервной систем. Несмотря на всю важность антимикробных препаратов, в ряде случаев их применение может приводить к нежелательным последствиям – в частности, развитию оппортунистических инфекций, таких как Clostridiodes difficile.
В попытке уменьшить эти риски, а также с целью борьбы с антибиотикорезистентностью, исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) разработали новый способ защиты естественной микрофлоры кишечника человека. Работа опубликована в журнале Nature Biomedical Engineering.
"Лечащий врач" осваивает новые пространства и форматы. Вся актуальная информация (и даже больше) – в нашем телеграм канале. Подписывайтесь!
Одним из главных осложнений применения антибиотиков является инфекция C. difficile. Уничтожение штаммов бактерий, которые являются естественными «конкурентами» этих бактерий, приводит к увеличению числа последних. В ряде случаев врачи могут использовать различные пробиотики, однако зачастую такие культуры также чувствительны к антибиотикам и, кроме того, могут не соответствовать изначальному составу микрофлоры.
Авторами было принято решение о создании модифицированных бактерий. Им удалось создать штамм Lactococcus lactis, который в норме используется при создании сыра, для доставки специальных ферментов – бета-лактамаз – которые способны нейтрализовать бета-лактамные антибиотики. Всасывание пероральных антибиотиков в кровь осуществляется преимущественно из желудка, поэтому заселение кишечника L. lactis не должно принципиально влиять на активную концентрацию препарата. Однако использование этих бактерий возможно и при парентеральном введении антибиотиков.
Модифицированные бактерии, нейтрализующие антибиотики, могут представлять потенциальную опасность с точки зрения распространения генов, отвечающих за их основную функцию, другим бактериям – что в теории может усугубить проблему антибиотикорезистентности. С этой целью исследователи изменили подход, при помощи которого бактерии синтезируют фермент – они разделили этот ген на 2 части и «установили» в разные участки ДНК, что делает крайне маловероятным возможность горизонтальной передачи полноценного функционального гена другим бактериям.
Данный подход был экспериментально проверен на лабораторных мышах. Согласно полученным данным, концентрация ампициллина, который мыши получали в виде инъекций, оставалась на таком же высоком уровне, как у мышей, которые не получали штамм L. lactis. В то же время у основной группы в кишечнике наблюдалось куда большее микробное разнообразие, чем в контрольной. Ни у одного животного, которому назначались модифицированные бактерии, не наблюдался рост бактерий C. difficile.
В дальнейшем авторы работы планируют проведение исследований среди людей, находящихся в группе высокого риска развития острых заболеваний, связанных с кишечным дисбиозом на фоне приема антибиотиков.
