Антибиотики — мощное оружие против болезнетворных микроорганизмов, но большинство из них действуют относительно неизбирательно, убивая как хорошие бактерии, так и вредные. Таким образом, они могут сделать пациентов уязвимыми для инвазии, особенно со стороны вирулентных, устойчивых к антибиотикам патогенов, которые часто попадают в больницы.
Новым аспектом исследования является то, что фермент, вырабатываемый этими бактериями, бета-лактамаза, является основной причиной устойчивости к антибиотикам, говорит первый автор Уша Штифель. Интересно, что фермент защищает не только бактерии, которые его производят, но и остальные бактерии, составляющие микробиом кишечника.
В ходе исследования исследователи установили популяции бактерий, продуцирующих бета-лактамазу, у одних мышей, но не у других. Затем они дали всем мышам цефтриаксон, бета-лактамный антибиотик, в течение трех дней, а затем пероральные дозы устойчивых к ванкомицину энтерококков или Clostridium difficile, оба из которых являются вирулентными патогенами ЖКТ.
У мышей, которые были заселены Bacteroides, сохранялись различные виды комменсальных кишечных бактерий, свободных от патогенов, в то время как контрольные мыши видели, что их комменсалы были уничтожены антибиотиками, что позволило установить патогены.
"Когда пациенты в больнице или доме престарелых получают антибиотики, это вдвойне опасно, когда они теряют свои естественные бактерии толстой кишки, потому что в медицинских учреждениях полно резистентных или особо вирулентных бактерий, и поэтому пациенты особенно уязвимы для приобретения этих бактерий в кишечнике. трактатов ", — говорит Штифель.
Поскольку Bacteroides, составляющие примерно четверть кишечного микробиома, отсутствуют в других частях тела, исследователи полагают, что бета-лактамаза не будет мешать лечению инфекций в других системах органов, таких как дыхательные пути или кровь, объясняет Штифель.
«Результаты нашего исследования впечатляют, потому что они показывают, как можно было бы принимать антибиотики без потери микробиома толстой кишки и последующего заселения вирулентными патогенами», — говорит Штифель. Например, ферменты бета-лактамазы можно вводить перорально в виде лекарств, чтобы защитить кишечные бактерии от системных антибиотиков. В качестве альтернативы, как и у мышей, желудочно-кишечные тракты пациентов могут быть заселены бактериями, разлагающими антибиотики.
Одним из слабых мест стратегии является то, что, хотя она может защитить от заражения желудочно-кишечным трактом, C. difficile, например, его нельзя было использовать для борьбы с такой инфекцией.
«Признание важности неповрежденного и разнообразного микробиома, вероятно, лучше всего было продемонстрировано успешным лечением колита Clostridium difficile с помощью трансплантации фекальной микробиоты или« трансплантации стула », — говорит Штифель. «Если у вас неповрежденный микробиом кишечника, вы просто будете устойчивы ко многим типам инфекций."
«Если мы сможем найти способы сохранить микробиом у госпитализированных пациентов, получающих антибиотики, мы на пути к предотвращению значительной части внутрибольничных инфекций», — говорит Штифель.