Лечението с молекулярна примамка може да намали повтарящите се инфекции

Инфекциите на пикочните пътища (ИПП) са сред най-често срещаните инфекции и те са склонни да се връщат отново и отново, дори когато се лекуват. Повечето ИПП се причиняват от Е. coli, които живеят в червата и се разпространяват в пикочните пътища.

пикочните пътища

Ново проучване от Медицинското училище във Вашингтон в Сейнт Луис установи, че молекулярната примамка може да насочи и намали тези бактерии в червата, причиняващи UTI. С по-малък набор от болестотворни бактерии в червата, според изследователите, рискът от инфекция на пикочните пътища намалява.

„Крайната цел на нашето изследване е да помогне на пациентите да се справят и да предотвратят често срещания проблем с повтарящи се инфекции на пикочните пътища, като същевременно помага за справяне със световната криза на антимикробната резистентност“, каза д-р Скот Дж. Хултгрен, Helen L. Stoever професор по молекулярна микробиология и старши автор на изследването. „Това съединение може да осигури начин за лечение на инфекции на пикочните пътища без използване на антибиотици.“

Изследването е публикувано на 14 юни в Nature.

Близо до 100 милиона души по света придобиват инфекции на пикочните пътища всяка година и въпреки лечението с антибиотици, около една четвърт развиват друга такава инфекция в рамките на шест месеца. ИПП причиняват болезнено, парещо уриниране и честото желание за уриниране. В сериозни случаи инфекцията може да се разпространи в бъбреците и след това в кръвния поток, където може да стане животозастрашаваща.

Повечето ИПП се причиняват от Е. coli, които живеят безвредно в червата. Когато обаче се отделят във фекалиите, бактериите могат да се разпространят до отвора на пикочните пътища и до пикочния мехур, където могат да причинят проблеми. Конвенционалната мъдрост твърди, че ИМП се повтарят често, тъй като бактериалните популации от червата непрекъснато презасяват пикочните пътища с болестотворни бактерии.

Hultgren, аспирант Кейтлин Сполдинг и колеги разсъждават, че ако успеят да намалят броя на опасните E. coli в червата, те могат да намалят вероятността от развитие на ИМП и евентуално да предотвратят някои повтарящи се инфекции.

Първо, изследователите идентифицираха гени, от които Е. coli се нуждае, за да оцелее в червата. Един набор от гени, кодирани за един вид пилус, космено придатък на повърхността на Е. coli, който позволява на бактериите да се придържат към тъканите, като молекулярно велкро. Без този пилус бактериите не успяват да процъфтяват в червата.

По-ранни проучвания установиха, че идентифицираният пилус се прикрепя към захар, наречена маноза, която се намира на повърхността на пикочния мехур. Хващането на рецепторите на маноза върху пикочния мехур с пилуса позволява на бактериите да избегнат отнасянето, когато човек уринира. Бактериите, които нямат този пилус, не са в състояние да причинят инфекции на пикочните пътища при мишки.

Преди това Хултгрен и съавтор, д-р Джеймс У. Джанетка, доцент по биохимия и молекулярна биофизика във Вашингтонския университет, химически модифицира маноза, за да създаде група молекули, наречени манозиди, които са подобни на манозата, но са променени по начин че бактериите се захващат върху тях по-плътно с техните пили. За разлика от манозните рецептори обаче, тези манозиди не са прикрепени към стената на пикочния мехур, така че бактериите, които държат манозидите вместо манозните рецептори, се изхвърлят с урината.

Тъй като изследователите установяват, че същият този пилус също позволява на бактериите да се свързват в червата, те разсъждават, че лечението с манозид може да намали броя на Е. coli в червата и може би да предотврати разпространението на бактериите в пикочния мехур.

За да проверят тази идея, те са въвели болестотворен щам на Е. coli в пикочните мехури и червата на мишки, за да отразят модела, наблюдаван при хората. При жените с UTI същите бактерии, които причиняват проблеми в пикочния мехур, обикновено се срещат и в червата.

Изследователите дават на мишките три орални дози манозид и след това измерват броя на бактериите в пикочния мехур и червата на мишките след последната доза манозид. Те открили, че болестотворните бактерии са почти изцяло елиминирани от пикочния мехур и са намалени стократно в червата, от 100 милиона на проба на 1 милион.

"Въпреки че не елиминирахме изцяло този щам бактерии от червата, резултатите все още са обещаващи", каза Сполдинг, първият автор на вестника. „Намаляването на броя на болестотворните бактерии в червата означава, че има по-малко на разположение за навлизане в пикочните пътища и причиняване на ИМП.“

Типът пилус, който изследователите са изследвали, се среща в повечето щамове на Е. coli и някои сродни бактериални видове. На теория лечението с манозид може да доведе до измиване на други бактерии, живеещи в червата със същия вид пилус, точно както антибиотичното лечение убива странични бактерии заедно с предвидената цел. Елиминирането на безвредни бактерии потенциално отваря пространство в червата за по-опасни микроби да растат. Това може да доведе до чревни разстройства, един от известните рискове от широкото антибиотично лечение.

В сътрудничество със съавтора д-р Джефри И. Гордън, д-р Робърт Дж. Глазър, известен университетски професор в Медицинския факултет, изследователите измерват състава на чревния микробиом след лечение с манозид. Те открили, че лечението с манозид има минимален ефект върху чревните бактерии, различни от тези, които причиняват повечето инфекции на пикочните пътища. Това е в пълен контраст с масивните промени в изобилието на много микробни видове, наблюдавани след лечение с антибиотици.

„Тази констатация е вълнуваща, защото разработихме терапевтично средство, което действа като молекулярен скалпел“, каза Сполдинг. "Той влиза и специално изрязва бактериите, от които искате да се отървете, като оставя останалата част от микробната общност непокътната."

Освен това, тъй като манозидът не е антибиотик, той потенциално би могъл да се използва за лечение на инфекции на пикочните пътища, причинени от устойчиви на антибиотици щамове бактерии, нарастващ проблем. ИПП представляват 9 процента от всички антибиотици, предписвани всяка година в Съединените щати, така че терапията за ИМП, която избягва антибиотиците, може да помогне за ограничаване на развитието и разпространението на антибиотично устойчиви организми.

Разликите в анатомията и поведението между мишки и жени правят мишките предизвикателен модел за тестване дали намаляването на бактериалното натоварване в червата всъщност намалява броя на повтарящите се UTI. За да се отговори на този въпрос, са необходими изследвания върху хора.

Hultgren е съосновател на компания, Fimbrion Therapeutics, с Джанета и д-р Томас 'Mac' Hooton от Медицинския факултет на Университета в Маями, за разработване на манозиди и други лекарства като потенциални терапии за UTI. Fimbrion работи по идентифицирането на обещаващ кандидат лекарство за клинични изпитвания при хора.