Урок 1. Антибиотики нарушают связь между кишечными микробами и иммунной системой, создавая условия, способствующие развитию инфекции.За последние 10 лет исследователи установили, что «хорошие» комменсальные бактерии, выстилающие наш кишечник, помогают стабилизировать иммунную систему за счет молекулярных перекрестных помех с иммунными клетками. Добавьте антибиотики, и многие сигналы, которые посылают наши микробы, будут потеряны, что временно нарушит способность иммунных клеток нормально функционировать.
Нарушения микробиоты человека в раннем возрасте связаны с иммунными или метаболическими проблемами, такими как астма и увеличение массы тела, которые могут сохраняться и в зрелом возрасте. Данные свидетельствуют о том, что бывают ключевые моменты, когда присутствие определенных комменсальных бактерий необходимо для развития иммунной системы. «Лечение антибиотиками за счет уменьшения количества конкурирующих комменсалов увеличивает количество доступных сахаров и, в некоторых случаях, способствует распространению патогенов», — говорит старший автор Эрик Памер, ученый-врач Мемориального онкологического центра им. Слоуна Кеттеринга.Урок №2.
Использование антибиотиков становится селективным давлением на бактерии, вызывая устойчивость к антибиотикам.Гены устойчивости к антибиотикам естественным образом присутствуют в бактериальных сообществах, встречающихся где угодно, от вечной мерзлоты до бактерий в нашем кишечнике.
Одна из проблем с антибиотиками заключается в том, что, убивая популяции без таких генов, выжившие размножаются и передают гены устойчивости к антибиотикам другим группам бактерий.Недавние исследования показали, что пул генов устойчивости к антибиотикам в микробиоме человека «расширяется со временем» по мере того, как человек стареет и подвергается воздействию большего количества антибиотиков. Одно неожиданное исследование (doi: 10.1093 / gbe / evv102) продемонстрировало, что 40% бактерий от людей и животных-хозяев несли гены устойчивости к одной из категорий антибиотиков широкого спектра действия (хинолоны), даже у субъектов, которые никогда не подвергались клиническому воздействию ", — отмечает первый автор Симоне Бекаттини, научный сотрудник лаборатории Памера.Урок №3.
Антибиотики — не единственное решение, и стратегии, направленные на борьбу с инфекционными бактериями, находятся на ранней стадии разработки.Будущие подходы к лечению бактериальных инфекций будут либо дополнять существующие антибиотики, либо обеспечивать более узконаправленную альтернативу.
Одно дополнительное лечение увеличивает выработку антимикробных факторов иммунными клетками; После уничтожения бактерий с помощью лечения антибиотиками инъекция иммуностимулирующих молекул в кровь вызывает толчок иммунных клеток и, как было показано, успешно защищает мышей от потенциальной бактериальной колонизации в кишечнике.Многообещающие альтернативы антибиотикам широкого спектра действия включают следующее:Бактериоцины — белки, вырабатываемые бактериями для уничтожения конкурентов. «Использование бактериоцинов или бактериальных штаммов, которые сконструированы так, чтобы нести бактериоцины, могло бы выборочно убивать патогены без изменения микробиоты», — говорит Бекаттини.
Редактирование гена CRISPR-CAS9 можно использовать для вырезания генов устойчивости к антибиотикам из инфекционных бактерий. Уже было показано, что этот подход эффективно воздействует на определенные бактерии, у которых впоследствии не развиваются признаки устойчивости.
Трансплантация фекального материала также может помочь восстановить комменсальные кишечные сообщества, выработку слизи, секрецию антимикробных пептидов и обеспечить устойчивость к колонизации против патогенов, которые удалены или больше не могут размножаться.Эти подходы в настоящее время находятся на различных стадиях клинической разработки, и исследователи внимательно следят за тем, как они работают.
