Бактериофаг и антибиотик избавили пациента от лекарственно-устойчивой инфекции

Прикрепление бактериофагов к поверхности бактериальной клетки. Фотография сделана с помощью трансмиссионной электронной микроскопии. Увеличение примерно в 200 тысяч раз.

Dr Graham Beards / Wikimedia Commons

Бактериофаг OMKO1 с антибиотиком цефтазидимом смог избавить пациента от инфекции, которую несколько лет безуспешно лечили традиционными антибиотиками, сообщается в Evolution, Medicine and Public Health. Пациенту с аневризмой аорты был установлен имплантат, но после операции у него развилась инфекция, вызванная синегнойной палочкой (Pseudomonas aeruginosa).

Синегнойная палочка (Pseudomonas aeruginosa) обладает повышенной устойчивостью к большинству антибиотиков и относится к так называемым ESKAPE-патогенам — бактериям, вызывающим госпитальные инфекции по всему миру. В том числе она обнаруживается при абсцессах и гнойных ранах. Лечение инфекций, вызванных P. aeruginosa осложняется тем, что бактерии образуют на поверхности пораженного органа биопленки. Антибиотики на это бактериальное сообщество не действуют, а уничтожают только отдельные (планктонные) бактерии, которые испускает биопленка.

Для уничтожения ESKAPE-патогенов исследователи пробуют альтернативные варианты, в том числе лечение бактериофагами. Бактериальные вирусы могут проникать в биопленку и уничтожать бактерии, из которых она состоит. Метод лечения бактериофагами начали разрабатывать почти 100 лет назад, вскоре после открытия этих микроорганизмов. Однако у этого метода обнаружились недостатки: процедура подбора нужных фагов, действующих на тот или иной вид бактерий, занимает как минимум несколько дней, обработать ими можно только наружные поверхности организма или кишечник, к тому же фаги начинают размножаться при большой концентрации бактерий, уничтожение которых может вызвать у пациента токсический шок. К тому же, бактерии вырабатывают к бактериофагам устойчивость, как и к антибиотикам, поэтому в настоящее время бактериофаги используют достаточно редко.

Ученые из Йельского университета под руководством хирурга Дипака Нараяна (Deepak Narayan) и эволюционного биолога Пола Тернера (Paul Turner) решили использовать бактериофаг OMKO1 для лечения пациента с тяжелой госпитальной инфекцией. В 2012 году 76-летнему пациенту прооперировали аневризму дуги аорты и установили дакроновый имплантат. Вскоре после операции у пациента развилась инфекция, вызванная синегнойной палочкой. Для борьбы с ней мужчине неоднократно проводили хирургические чистки грудной клетки (делали дренажное отверстие, через которое выходил гной) и прописывали многократные продолжительные курсы антибиотиков. Но лечение не помогало, состояние пациента ухудшалось. Медики считали, что проводить повторную операцию было слишком рискованно, и приняли решение провести экспериментальное лечение бактериофагом и антибиотиком цефтазидимом, который применяется для лечения синегнойной палочки.

В качестве кандидата они выбрали фаг OMKO1, который был получен из образцов прудовой воды. Исследователи взяли их в пруду Додж в 65 километрах от Йельского университета. Как выяснили авторы исследования в своей предыдущей работе, OMKO1 прикрепляется к мембране синегнойной палочки, точнее, к белку-насосу, который «откачивает» антибиотик из клетки, прежде чем тот успевает подействовать. Исследователи предположили, что P. aeruginosa выработала устойчивость к фагу с помощью мутаций в мембранном насосе, которые препятствовали связыванию OMKO1. Но эти же мутации уменьшают эффективность «насоса» и делают бактерию уязвимой к антибиотику. Поэтому, по мнению ученых из Йеля, комбинированная терапия должна была помочь пациенту.

Прежде чем проводить лечение, авторы работы провели лабораторные эксперименты и убедились в эффективности действия цефтазидима и фага на биопленки синегнойной палочки, которая была получена из выделений пациента. Исследователи предположили, что OMKO1 уничтожает отдельные бактерии, дестабилизируя бактериальную пленку. После этого уже антибиотик получает доступ к отдельным бактериям, устойчивым к фагу, и уничтожает их.

В 2016 году, после успеха лабораторных экспериментов, и получения разрешения на операцию от FDA и администрации университета, медики ввели в грудную клетку пациента суспензию фага OMKO1 и цефтазидима. После процедуры ему прописали короткий курс цефтазидима. В результате, в течение 18 месяцев (до подачи статьи в печать) рецидивов инфекции у мужчины не наблюдалось.

Недавно сингапурские исследователи синтезировали полимер, которые эффективно разрушает ESKAPE-патогены, в том числе и синегнойную палочку. В отличие от антибиотиков, новое вещество малотоксично и не вызывает возникновения устойчивости у бактерий.

Екатерина Русакова

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.