A fág-antibiotikum szinergiát az antibakteriális hatásmechanizmus és a sztöchiometria egyedülálló kombinációja hajtja
Abstract
Az antibiotikum-rezisztencia folyamatos növekedése orvosi válságot idéz elő. A bakteriofágokat (fágokat) az antibiotikumok hatékonyságának fokozására szolgáló egyik lehetséges terápiás lehetőségként üdvözölték. Azonban csak néhány tanulmány foglalkozott a fág és az antibiotikumok közötti szinergikus kapcsolattal. Ebben a tanulmányban a fág-antibiotikum kölcsönhatás átfogó elemzéséről számolunk be, amely a klinikailag elérhető sztöchiometriákon keresztül értékeli a szinergizmust, az additivizmust és az antagonizmust az antibiotikumok valamennyi osztályára vonatkozóan. Egy optikai alapú, valós idejű mikrotiterlemezes leolvasást kombináltunk a kezelési potenciák mátrixszerű hőtérképével a fágok és antibiotikumok szinergiájának (PAS) mérésére, amit szinográfiának nevezünk. A fág-antibiotikum szinográfiát az E. coli egy pandémiás gyógyszerrezisztens klonális csoportjával (ExPEC) szemben végeztük, a vírustiterek hét rendjében a minimális gátló koncentrációt (MIC) lefedő antibiotikumszintekkel. Eredményeink arra utalnak, hogy bizonyos körülmények között a fágok adjuváló hatást fejtenek ki azáltal, hogy csökkentik a MIC-értéket a gyógyszerrezisztens törzsek esetében. Továbbá, a szinergista és antagonista kölcsönhatások nagymértékben függnek a bakteriális gátlás mechanizmusától a fághoz párosított antibiotikum-osztály által, és ha szinergizmus figyelhető meg, az elnyomja a rezisztens sejtek kialakulását. A fertőzési környezetet szimuláló gazdaszervezeti körülmények, beleértve a szérumot és a vizeletet, a PAS-t a baktériumok növekedésétől függő módon elnyomják. Végezetül úgy tűnik, hogy a fágrobbanás mérete a szinergizmus jelentős mozgatórugója. Összességében ezek az adatok arra utalnak, hogy a litikus fágok újraéleszthetik a korábban rezisztens baktériumok számára hatástalan antibiotikumot, ugyanakkor osztályfüggő módon szinergizálnak az antibiotikumokkal, olyan folyamatokat, amelyeket a gazdakörnyezetben található alacsonyabb baktériumnövekedési sebességek tompíthatnak.
Szignifikancia Állítás A bakteriofág (fág) terápia ígéretes megközelítés a multirezisztens baktériumok terjedése elleni küzdelemben. Jelenleg az a preferált klinikai módozat, hogy a fágot antibiotikummal párosítják, amely gyakorlatról úgy gondolják, hogy javítja a hatékonyságot. Ugyanakkor a fágok és az antibiotikumok közötti antagonizmusról számoltak be, a fág és az antibiotikum kiválasztása gyakran nem empirikusan meghatározott, és a gazdaszervezeti tényezők hatása a hatékonyságra nem ismert. Itt a fág-antibiotikum kölcsönhatásokat vizsgáljuk a különböző hatásmechanizmusú antibiotikumok között. Eredményeink szerint a fág képes csökkenteni a működő MIC-értéket az antibiotikummal szemben már rezisztens baktériumtörzsek esetében, ez függ az antibiotikum osztályától és a párosítás sztöchiometriájától, és drámaian befolyásolja a gazdaszervezet mikrokörnyezete.