Ερευνητές ανέφεραν έναν νέο τρόπο για τη θεραπεία των λοιμώξεων του ουροποιητικού συστήματος (UTIs) σε ποντίκια χωρίς τη χρήση αντιβιοτικών
A λοίμωξη του ουροποιητικού συστήματος (UTI) is an infection in any part of the urinary system – νεφρά, ureters, bladders or urethra. Most of such infections attack and affect the lower urinary tract, which is the bladder and urethra. UTIs are caused by microorganisms, generally bacteria which live in the gut and then spread to the urinary tract. It is the most common and recurring type of bacterial infection and a person of any age or gender can develop UTI. It is estimated that close to 100 million people acquire UTI every year and almost 80 percent of UTIs are caused by the βακτήρια Escherichia coli (E. Coli). Αυτά τα βακτήρια ζουν ακίνδυνα στο έντερο, αλλά μπορούν να εξαπλωθούν στο άνοιγμα του ουροποιητικού συστήματος και μέχρι την ουροδόχο κύστη, όπου μπορεί να προκαλέσουν προβλήματα. Οι ουρολοιμώξεις είναι εκ φύσεως υποτροπιάζουσες επειδή οι βακτηριακοί πληθυσμοί από το έντερο γεμίζουν συνεχώς το ουροποιητικό σύστημα με βακτήρια που προκαλούν ασθένειες. Τα συμπτώματα περιλαμβάνουν πόνο και αίσθημα καύσου κατά την ούρηση και αυτά τα βακτήρια μπορεί επίσης να ταξιδέψουν μέχρι το νεφρό προκαλώντας πόνο και πυρετό και μπορεί ακόμη και να φτάσουν στην κυκλοφορία του αίματος. Τέτοιες βακτηριακές λοιμώξεις αντιμετωπίζονται με τη χρήση από του στόματος φαρμάκων που ονομάζονται αντιβιοτικά. Δυστυχώς, οι γιατροί εξαντλούνται από από του στόματος αντιβιοτικά για τη θεραπεία τέτοιων λοιμώξεων, κυρίως επειδή τα βακτήρια που τις προκαλούν γίνονται ολοένα και πιο ανθεκτικά σε αυτά τα αντιβιοτικά κάθε μέρα που περνάει και έτσι τα περισσότερα αντιβιοτικά που είναι διαθέσιμα στο φαρμακείο σήμερα δεν λειτουργούν πια. Αντιβιοτικό Η αντίσταση αυξάνεται παγκοσμίως και ένα παράδειγμα που δείχνει ξεκάθαρα πού αποτύχαμε είναι η αύξηση των ανθεκτικών στελεχών του βακτηρίου E. Coli, καθώς είναι υπεύθυνο για την πρόκληση των περισσότερων ουρολοιμώξεων. Σε τέτοιες περιπτώσεις, όταν εμφανίζεται η μόλυνση, αντιμετωπίζεται με αντιβιοτικά με την πρώτη κίνηση, αλλά όταν εμφανίζεται ξανά και ξανά, το 10 έως 20 τοις εκατό των περιπτώσεων δεν ανταποκρίνονται στο αντιβιοτικό που χρησιμοποιήθηκε προηγουμένως. Για τη θεραπεία των επαναλαμβανόμενων ουρολοιμώξεων, οι γιατροί δεν έχουν άλλη επιλογή από το να συνταγογραφήσουν παλαιότερα, λιγότερο αποτελεσματικά αντιβιοτικά ή πρέπει να εγχύσουν το φάρμακο στο αίμα επειδή η από του στόματος δόση που λαμβάνεται από το στόμα δεν λειτουργεί πλέον.
Εναλλακτικό φάρμακο για ουρολοιμώξεις
A νέος study conducted by researchers at Washington University School of Medicine in St. Louis, USA, shows a new way to treat UTIs without using antibiotics. The main goal is to block bacteria from adhering or attaching to the urinary tracts and thus treating the λοίμωξη making this approach a completely novel way to tackle the problem of UTIs and antibiotic resistance as well by providing an alternative to our dependency on antibiotics. When causing a UTI, bacteria Ε. Coli.first latches onto the sugars on the surface of the urinary bladder using long, hair like structures called pili. These pili are like a ‘Velcro’ which allow bacteria to stick to the tissues and thus thrive and cause infection. The βακτήρια pili are therefore very important and the sugar to which they connect to are of various kinds, though Ε. Coli. is seen to favour a particular sugar called mannose. Researchers created a chemically modified version of mannose, called mannoside and when they released these mannosides, the bacteria via the pili grabbed hold of mannosides molecules instead and hence they were swept away as these mannosides were free flowing molecules, finally getting flushed away with urine. The sugar galactose attaches to adhesive proteins at the end of the bacteria’s pili. Similarly, researchers made galactoside against this galactose and after pitting galactoside against galactose, the bacteria latched on to galactoside instead of urinary tract-anchored galactose. The βακτήρια got tricked! To test the significance of galactoside, once Ε. Κόλι εγχύθηκε σε ποντίκια, έγινε ένεση γαλακτοσίδης ή εικονικό φάρμακο. Διαπιστώθηκε ότι ο αριθμός των βακτηρίων στην ουροδόχο κύστη και στα νεφρά μειώθηκε σημαντικά. Και οι δύο αυτές θεραπείες μαζί ήταν πιο αποτελεσματικές, με τα βακτήρια στην ουροδόχο κύστη να έχουν μειωθεί πολλαπλάσια και στα νεφρά σχεδόν να εξαλειφθούν.
Αυτοί οι δύο διαφορετικοί αναστολείς έχουν συνεργική θεραπευτική δράση καθώς και οι δύο αυτές διαδικασίες εμπλέκονται στη διαδικασία προσκόλλησης κατά τη διάρκεια της μόλυνσης. Οι βακτηριακές πύλες που προσκολλώνται στη μαννόζη διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην ουροδόχο κύστη, ενώ οι προσκολλητές γαλακτόζης είναι πιο σημαντικοί στους νεφρούς. Το να μην αφήνετε τα βακτήρια να κολλήσουν σε αυτά τα σάκχαρα μπορεί να βοηθήσει στην καταπολέμηση των λοιμώξεων στην ουροδόχο κύστη και τα νεφρά. Αυτή η μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών των Η.Π.Α είναι ενθαρρυντικό και προτείνει μια νέα προσέγγιση μορίου «δόλωμα» για να ξεγελάσει τα βακτήρια και να τα ξεπλύνει από το σύστημα. Το pilus που έχει χρησιμοποιηθεί ως στόχος σε αυτή τη μελέτη βρίσκεται στα περισσότερα στελέχη του Ε. Coli.και σε άλλα βακτήρια επίσης. Θεωρητικά μιλώντας, η θεραπεία με μαννοσίδη θα μπορούσε να ξεπλύνει πολλά άλλα βακτήρια, όπως ένα αντίσωμα σκοτώνει επιπλέον βακτήρια μαζί με τον στόχο. Αλλά αυτό μπορεί να προκαλέσει ανισορροπία και να οδηγήσει σε ανάπτυξη επιβλαβών βακτηρίων και καταστροφή καλών βακτηρίων. Για να κατανοήσουν τα γεγονότα, οι ερευνητές μέτρησαν τη σύνθεση του μικροβιώματος του εντέρου μετά από αυτή τη θεραπεία με μαννοσίδη. Είχε ελάχιστη επίδραση σε άλλα εντερικά βακτήρια που δεν ήταν υπεύθυνα για ουρολοίμωξη. Αυτό έρχεται σε πλήρη αντίθεση με τις τεράστιες αλλαγές στην αφθονία πολλών μικροβιακών ειδών που παρατηρούνται μετά τη θεραπεία μιας βακτηριακής λοίμωξης με αντιβιοτικά.
Πολύ ελπιδοφόρο για το μέλλον
Αν και το στέλεχος των βακτηρίων δεν εξαλείφθηκε εντελώς, τα αποτελέσματα είναι εντούτοις πολλά υποσχόμενα. Δεδομένου ότι τα βακτήρια δεν μπορούν να παραμείνουν στο σώμα, είναι λιγότερο πιθανό να προκαλέσουν αντίσταση επειδή, σε αντίθεση με τα αντιβιοτικά, το φάρμακο δεν θα εξανάγκαζε τα βακτήρια να πεθάνουν ή να αναπτύξουν αντίσταση για να επιβιώσουν. Ο απώτερος στόχος είναι η διαχείριση και πρόληψη του κοινού προβλήματος των υποτροπιάζων ουρολοιμώξεων παρέχοντας μια εναλλακτική λύση στα αντιβιοτικά. Αυτό προϋποθέτει υψηλή συνάφεια λόγω της παγκόσμιας κρίσης αντιβακτηριακής αντοχής. Αυτά τα ευρήματα έχουν αποδειχθεί μέχρι στιγμής σε ποντίκια και οι δοκιμές σε ανθρώπους είναι το σχέδιο τώρα. Δεδομένου ότι το πρώτο βήμα για πολλά βακτήρια που προκαλούν ασθένειες είναι η δέσμευση ενός σακχάρου σε μια επιφάνεια μέσα στο σώμα, αυτή η προσέγγιση θα μπορούσε να εφαρμοστεί και σε άλλα παθογόνα εκτός από Ε. coli. Με τον εντοπισμό τέτοιων πρωτεϊνών που τα βακτήρια είναι πιθανό να χρησιμοποιήσουν για να προσκολληθούν σε συγκεκριμένες θέσεις, θα πρέπει να είμαστε σε θέση να σχεδιάσουμε ενώσεις για να αναστείλουμε τη σύνδεσή τους. Ωστόσο, πριν ο γαλακτοσίδης εισέλθει σε δοκιμές σε ανθρώπους, απαιτείται περαιτέρω έρευνα για να αποδειχθεί ότι δεν είναι τοξικό και μπορεί να απορροφηθεί στην κυκλοφορία όταν λαμβάνεται από το στόμα. Ωστόσο, αυτό είναι ένα σημαντικό βήμα προς την ανάπτυξη εναλλακτικών λύσεων αντί των αντιβιοτικών. Δεδομένου ότι η μαννοσίδη δεν είναι αντιβιοτικό, μπορεί ενδεχομένως να χρησιμοποιηθεί για τη θεραπεία των ουρολοιμώξεων που προκαλούνται επίσης από ανθεκτικά στα αντιβιοτικά στελέχη βακτηρίων. Μια εταιρεία που ονομάζεται Fimbrion Therapeutics – που ιδρύθηκε από κοινού από τους κύριους συγγραφείς αυτής της μελέτης – αναπτύσσει μαννοσίδες και άλλα φάρμακα ως πιθανές θεραπείες για τις ουρολοιμώξεις. Η Fimbrion συνεργάζεται με τον Phramaceutical γίγαντα GlaxoSmithKline για την προκλινική ανάπτυξη μαννοσιδών για χρήση στην καταπολέμηση των ουρολοιμώξεων στον άνθρωπο.
***
{Μπορείτε να διαβάσετε την αρχική ερευνητική εργασία κάνοντας κλικ στον σύνδεσμο DOI που δίνεται παρακάτω στη λίστα των αναφερόμενων πηγών}
Πηγές)
Οι Kalas V et al. 2018. Ανακάλυψη με βάση τη δομή των γλυκομιμητικών προσδεμάτων FmlH ως αναστολέων της βακτηριακής προσκόλλησης κατά τη διάρκεια της ουρολοίμωξης. Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών. https://doi.org/10.1073/pnas.1720140115
