Aminoacidul L-arginină readuce sensibilitatea bacteriilor la colistin, antibiotic de ultimă instanță
Rezistența la antibiotice este asociată la nivel mondial cu milioane de decese anual, iar Organizația Mondială a Sănătății avertizează că numărul infecțiilor rezistente este în creștere. Colistinul, un antibiotic folosit ca ultimă soluție atunci când celelalte tratamente eșuează, se confruntă la rândul său cu rate tot mai mari de rezistență, ceea ce sporește urgența găsirii unor abordări terapeutice noi.
Rezultate recente din studii de laborator și pe animale indică o cale promițătoare de a resensibiliza agenții patogeni la acest antibiotic. Cercetători din China raportează că asocierea colistinului cu L-arginina, un aminoacid, a restabilit sensibilitatea la medicament a bacteriilor care posedă gene de rezistență la colistin. Combinația modifică membrana celulară, permițând colistinului să pătrundă în interiorul celulei. Acest aflux declanșează producția intracelulară de specii reactive de oxigen, care ucid bacteria. În experimentele pe șoareci, combinația a tratat eficient infecțiile provocate de agenți patogeni rezistenți la colistin.
„Această abordare cu dublă țintă reprezintă o strategie rațională pentru a depăși rezistența la colistin”, a declarat autorul principal Guo-Bao Tian, doctor în microbiologie la Școala de Medicină Zhongshan din cadrul Universității Sun Yat-sen.
Un medicament de ultimă instanță sub presiune
Colistinul a fost aprobat pentru prima dată în 1959 pentru infecții care pun viața în pericol, cauzate de bacterii gram-negative, dar a fost evitat pe scară largă din cauza toxicității ridicate și a efectelor secundare severe. Apariția în anii 1990 a superbacteriilor — bacterii patogene rezistente la antibiotice puternice — a dus la utilizarea crescută a medicamentului ca terapie de ultimă instanță.
Situația este complicată de faptul că genele care conferă rezistență la colistin se răspândesc prin mici fragmente circulare de ADN numite plasmide, pe care bacteriile le împărtășesc cu ușurință. În ultimii ani, cercetătorii au explorat diverse strategii pentru resensibilizarea bacteriilor la colistin, combinând antibioticulin cu nanomateriale sau cu alte medicamente. Metaboliții, produși de organism în timpul metabolismului, prezintă o oarecare activitate antibiotică și au fost studiați ca potențiali amplificatori datorită modului în care remodelează interacțiunile dintre agenții patogeni și antibiotic. Aminoacizii, însă, au primit mai puțină atenție, a precizat Tian.
L-arginina crește eficacitatea și supraviețuirea la șoareci
Tian și colaboratorii săi s-au concentrat asupra L-argininei, un aminoacid care în studii anterioare s-a dovedit a spori eficacitatea unui antibiotic în infecțiile rezistente. Ei au constatat că asocierea a ucis eficient și rapid tulpini de Escherichia coli care posedă gena mcr-1, responsabilă de rezistența în microorganismele rezistente la colistin. L-arginina și colistinul, administrate separat, au arătat o activitate antibacteriană minimă.
Aceste constatări i-au determinat să testeze efectul pe șoareci infectați cu o tulpină de E. coli rezistentă la colistin în peritoneu, țesutul subțire care acoperă organele interne. După 72 de ore, rata de supraviețuire a șoarecilor tratați cu colistin și L-arginină a fost de 80%, mult mai mare decât cea a celor tratați doar cu colistin (40%) sau doar cu L-arginină (0%). Analize suplimentare au arătat că șoarecii tratați cu combinația au eliminat mai multe bacterii patogene din organele principale. Observațiile făcute cu microscoape electronice de baleiaj și cu alte metode de imagistică au relevat modificări ale dimensiunii și structurii bacteriilor, inclusiv alterări ale membranei celulare.
Distrugerea membranei necesită teste suplimentare
Cercetătorii au utilizat apoi secvențierea transcriptomului pentru a explora mecanismul prin care acționează combinația de medicamente. Ei au corelat reducerea expresiei anumitor gene legate de metabolism cu modul în care L-arginina amplifică efectele distructive ale colistinului asupra membranei. Rezultatele indică distrugerea membranei de către combinația de medicamente ca potențială abordare terapeutică.
Tian avertizează însă că sunt necesare teste suplimentare pentru a garanta siguranța și eficacitatea înainte ca această abordare să poată fi folosită pentru a ajuta oamenii și că bacteriile rezistente la colistin utilizate în experiment s-ar putea să nu reprezinte întreaga gamă de tulpini care provoacă infecții rezistente. Cu toate acestea, cercetătorii sunt optimiști, numind combinația o modalitate „ușor de transpus” pentru a păstra beneficiile unui antibiotic critic de ultimă instanță.
