Колонизация кишечника человека Enterobacterales с множественной лекарственной устойчивостью (MDR-E) создает риск последующих инфекций.
Из-за сопутствующего ущерба, который антибиотики наносят микробиоте, меры, основанные на микробиоме, направленные на содействие деколонизации, вызывают повышенный интерес. Исследователи из Центра инфекционных исследований имени Гельмгольца (Германия) изучили этот вопрос в своей последней работе, применив стратегию конкуренции бактерий микробиома за питательные вещества. Из более чем 430 различных штаммов E. coli, выделенных из образцов кала доноров, они идентифицировали некоторые, которые успешно вытеснили штаммы с множественной лекарственной резистентностью.
Полученные результаты дают ученым надежду на то, что их подход может помочь замедлить распространение кишечных бактерий с множественной лекарственной устойчивостью и предотвратить опасные инфекции в будущем. Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications. "Инфекции, вызванные мультирезистентными бактериями E. coli, ежегодно приводят к примерно 800 000 смертей во всем мире. Это невероятно высокая цифра и поэтому необходимо срочно принять меры", — говорит профессор Дж. Тилль Стровиг, руководитель отдела микробной иммунной регуляции и соавтор исследования. "Особенно уязвимы люди с тяжелыми или хроническими заболеваниями или ослабленной иммунной системой. В лучшем случае последней линией защиты от заражения мультирезистентными бактериями E. coli являются антибиотики последнего резерва. Таким образом, профилактический подход, который устраняет мультирезистентные бактерии E. coli из кишечника до развития осложнений, был бы более разумным и эффективным. Именно в этом и заключается суть нашего исследования", - пояснил он.
Исследователи воспользовались конкурентной борьбой бактерий за пищевые ресурсы в кишечнике. В экспериментах они колонизировали кишечник мышей более чем 430 различными комменсальными штаммами E. coli, выделенных из образцов кала здоровых доноров, в противовес штамму E. coli с MDR-E. "Мы исследовали, изменялся ли рост штамма с множественной лекарственной устойчивостью в присутствии других штаммов E. coli и если изменялся, то в какой степени", - объясняет Стровиг. "Некоторые штаммы действительно были способны сильно подавлять рост штамма с множественной лекарственной устойчивостью и, по-видимому, могли лишить его питательной основы".
Для дальнейшего изучения защитных эффектов комменсальных штаммов E. coli исследователи протестировали три наиболее успешных штамма E. coli против более широкого спектра штаммов E. coli с мультирезистентностью. Сравнительный анализ с использованием моделей in vitro, ex vivo и на мышах показал, что несколько комменсальных штаммов могут способствовать деколонизации кишечника. Биоинформационный и экспериментальный анализ антагонизма между репрезентативными штаммами показывает, что как прямая, так и косвенная конкуренция в потреблении углеводов способствует деколонизации резистентных E. coli. Ученые также включили в эксперименты еще одного конкурента - кишечную бактерию Klebsiella oxytoca, которая имеет сходные, но не идентичные пищевые предпочтения с кишечной палочкой.
"Наша гипотеза заключалась в том, что объединение двух разных штаммов бактерий потенциально может усилить защитный эффект от мультирезистентных штаммов кишечной палочки", - объясняет Стровиг. "И это действительно было так: комбинация защитных E. coli и Klebsiella oxytoca доказала свою высокую эффективность против штаммов E. coli с множественной лекарственной устойчивостью, которые отдельные штаммы E. coli не могли эффективно вытеснить. Эта комбинация позволила полностью устранить их в мышиной модели. Наше исследование показывает, что специально отобранные штаммы бактерий могут успешно вытеснять мультирезистентные патогены из кишечника в качестве пищевых конкурентов. Таким образом, в будущем можно было бы избежать опасных инфекций среди уязвимых групп пациентов, а также сдержать дальнейшее распространение мультирезистентных кишечных бактерий".
В будущих исследованиях авторы намерены тщательно охарактеризовать штаммы E. coli, которые особенно эффективны в вытеснении штаммов E. coli с MDR-E. "Мы хотим всесторонне изучить этот вопрос. Прежде чем отобранные штаммы E. coli можно будет использовать в качестве пищевых конкурентов в профилактических или терапевтических целях и пробиотиков следующего поколения с широким спектром действия против штаммов E. coli с множественной устойчивостью, еще предстоит провести большую исследовательскую работу", - говорит Стровиг.
