«Троянский конь» в борьбе с антибиотикорезистентностью

Галлий - железоподобное соединение, относится к группе легких металлов, который может обмануть бактерий, представляясь для них едой. После чего разрушает их изнутри. В новом исследовании ученые успешно использовали соединение для лечения инфекций нижних отделов дыхательных путей у мышей и людей.

Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) считают резистентность к антибиотикам «одной из самых больших проблем общественного здравоохранения нашего времени».

Поэтому борьба с резистентными бактериями была в центре внимания недавних исследований. Ученые применили математический анализ для изучения всех комбинаций лекарств, которые могут убить резистентные к их воздействию бактерий, а другие ученые обратились к природе для изучения антимикробного потенциала таких соединений, как луковый экстракт.

Теперь исследователи пытаются использовать «скрытый» подход. Ученые под руководством Pradeep Singh, профессора микробиологии и медицины в Школе медицины Университета Вашингтона в Сиэтле, изучили молекулу, которая может уничтожать бактерии изнутри.

Молекула - это металл, называемый галлием, и он похож на железо. Проф. Singh и команда разработали подход, в котором вместо того, чтобы пытаться уничтожить бактерии извне, они «заманили» микробы  «есть» молекулу, которая выглядит как еда.  Они протестировали свой подход как у мышей, так и у людей и опубликовали их результаты в журнале Science Translational Medicine.

Профессор Singh и его коллеги сосредоточили свои усилия на Pseudomonas aeruginosa, которая вызывает инфекции в нескольких органах и системах, включая легкие и мочевыводящие пути.

Проф. Singh объясняет, почему ученые обратились к галлию:  «Тело человека в течение длительного времени старается не отдавать бактериям железо, а те в свою очередь запускают специальные системы, чтобы воровать железо при его поступлении».

«Галлий разрушает механизмы, которые используют бактерии для создания новой ДНК, и без этого бактерии не могут размножаться», - поясняет соавтор исследования Bradley Britigan, профессор внутренней медицины в Медицинском центре Университета Небраски в Омахе. - «Этот и другие важные процессы требуют железа, а галлий – это его имитация».

Исследователи изучили антибиотические эффекты галлия в мышиной модели инфекции легких и в клиническом испытании фазы I 20 человек с кистозным фиброзом и хронической респираторной инфекцией P. aeruginosa.

«Одна доза галлия полностью очищала легкие грызунов от инфекции. Кроме того, системная обработка галлия улучшала функцию легких у людей с [кистозным фиброзом] и хронической инфекцией легких P. Aeruginosa», -  сообщают исследователи.

«Эти результаты, - заключают они, - повышают вероятность заражения человеческих инфекций путем воздействия на метаболизм железа или другие пищевые уязвимости бактериальных патогенов».

Первый автор исследования профессор Christopher Goss в Вашингтонском университете сравнивает галлий с троянским конем. «Галлий не только не питает бактерии, как железо, - говорит он, - на самом деле наносит им вред».

«Наше предварительное исследование у небольшой группы людей с [кистозным фиброзом] свидетельствует о том, что галлий безопасен и улучшает функцию легких у пациентов [...]. Это захватывающие результаты, но нам нужно провести больше исследований, чтобы определить, может ли галлий превратился в рутинное, безопасное лечение », - сообщает профессор Christopher Goss.

Авторы надеются, что лечение на основе галлия станет первой реализацией идеи Луи Пастера; в 1800-х годах Пастер предположил, что вмешательство в питание бактерий может быть эффективным способом их уничтожения.