Открыта новая модель лечения стафилококковой инфекции
Остеомиелит – это изнурительная инфекция костей, наиболее часто вызванная Staphylococcus aureus (золотистым стафилококком) бактерией с которой чрезвычайно сложно бороться. Вандербильт Эрик Скаар микробиолог, доктор наук, магистр общественного здравоохранения, и его коллеги выявили эффективное при стафилококке соединение, которое может помочь в лечении остеомиелита, и они вывели новую модель мыши для тестирования этого соединения и для разработки дополнительных терапевтических стратегий.
Джеймс Кассат, доктор наук, сотрудник отделения детских инфекционных болезней, заинтересованный в усовершенствовании метода лечения детских костных инфекций, провел исследование на моделях мышей. Работая с коллегами из Центра структурной биологии Вандербильта и Института визуальных наук Университета Вандербильта, Кассат разработал технологию микро-компьютерной томографии (микро-КТ) для визуализации прогрессирующих хирургических костных инфекций.
«При помощи микро-КТ можно получить изображение инфицированного повреждения кости с высоким разрешением», — сказал Скаар, — «Мы обнаружили, что стафилококк не только разрушает кость, но также стимулирует рост новых костей».
Стафилококк вызывает глубокие изменения в костных тканях.
Важно знать: Стафилококковые инфекции
Кассат также создал методы восстановления и подсчета бактерий в зараженной кости. «Нам не известно о каких-либо других моделях, позволяющих при инфекции костей извлечь бактерии из кости и эффективно подсчитать их», — сказал Скаар, — «С терапевтической точки зрения, мы думаем, что эта модель позволит исследователям тестировать новые соединения на эффективность против костных инфекций, вызванных стафилококковыми или любыми другими бактериями, которые вызывают остеомиелит».
Несколько фармацевтических компаний уже пытаются обратиться к Скаару и его команде с вопросом о тестировании соединений на новой модели, которая описана в номере Cell Host & Microbe вышедшем 12 июня. Используя модель, команда показала, что:
Определенный белок, выделяемый стафилококком играет важную роль в патогенезе остеомиелита.
«Определенные бактериальные факторы и сигналы костных клеток в ходе инфекции способствуют разрушению и формированию костей, понимание этих факторов может привести к разработке новых стратегий восстановления костного баланса», — сказал Скаар. Даже если не возможно убить бактерии, соединения, которые смогут манипулировать ростом костей или их разрушением, возможно, они будут оказывать определенный терапевтический эффект. Тем не менее, Скаар заинтересован в разработке лечения, которое позволит устранить инфекцию.
Бактерии стафилококка, участвующие в развитии остеомиелита и других стойких инфекций (например, легочных инфекций у больных муковисцидозом), это подкласс стафилококков, известный как "малые варианты колонии". «Эти варианты стафилококка растут медленно и устойчивы к целому классу антибиотиков обычно используемых для лечения костных и легочных инфекций», — сказал Скаар.
Способ, который помогает бактериям стафилококка формировать малые колоны, устойчивые к антибиотикам, это изменение метода получения энергии. Вместо того чтобы использовать дыхание, они переключаются на ферментацию, которая блокирует внедрение антибиотиков и замедляет рост бактерий. С помощью скрининга высокой пропускной способности были обнаружены соединения, активирующие гемчувствительные бактериальные пути, и аспирант Лаура Майк определила соединение, которое убивает ферментирующий стафилококк. Результаты опубликованы в the Proceedings of the National Academy of Sciences. «Это совершенно новая молекулярная активность», — сказал Скаар, — «Нам не известны другие молекулы, которые являются токсичными для ферментирующих бактерий».
Синтезированные соединение и производные могут быть полезными при лечении малых колоний стафилококка.
При культивировании исследователи продемонстрировали, что лечение стафилококка антибиотиком гентамицин заставило бактерии ферментировать и стать малыми вариантами колоний, сопутствующее лечение новым соединением предотвращало их устойчивость и убивало все бактерии. «Мы полагаем, что терапевтическая стратегия для этого соединения заключается в том, что оно может увеличить антимикробную активность существующих классов антибиотиков путем предотвращения устойчивости бактерий, это может продлить срок службы многих антибиотиков», — сказал Скаар.
Новое соединение похоже на препарат Аугментин, который сочетает в себе традиционные антибиотики типа пенициллина и соединение, которое блокирует бактериальную резистентность. Исследователи рады тестировать новые соединения на разработанной модели мыши с остеомиелитом. Во-первых, они будут лечить мышей гентамицином и проверят, образует ли стафилококк малые варианты колоний. И если это так, то исследователи будут совместно вводить новое соединение для проверки, сможет ли оно устранить резистентность, плюс они будут оценивать его эффективность в качестве монопрепарата для лечения хронической инфекции.
Скаар подчеркнул, что данное исследование удалось провести благодаря совместной работе Университета Вандербильта. Даниэль Перриен и Флоран Елефтериу, доктора наук в Центре стурктурной биологии Вандербильта и коллеги из Института визуальных наук Университета Вандербильта внесли свой решающий вклад в развитие модели для изучения костных инфекций. «Институт химической биологии Вандербильта продвигает эту стратегию сотрудничества биологов с химиками для создания новых методов терапии», — сказал Скаар.
Источник: sciencedaily.com
- Открыта загадочная болезнь, имитирующая психическое расстройство
- Ожирение у матерей удваивает риск аутизма у детей
- Критические белки рака и места их взаимодействия
- Причины алкоголизма и наркомании
- Почему следует есть больше скумбрии и меньше лосося?
- Преимущества для здоровья от употребления мелкой рыбы
- Молекулярные причины болезни Альцгеймера
- Масло из фритюра способствует нейродегенерации
- Клюква повышает спортивные результаты
- Скрытая опасность усталости после сна
