Новости

При повторном лечении инфекции врачи рискуют, что бактерии станут резистентными к антибиотикам. Но почему инфекция может вернуться после правильного лечения антибиотиками?     Одна из хорошо задокументированных возможностей заключается в том, что бактерии становятся метаболически инертными, избегая обнаружения традиционными антибиотиками, которые реагируют только на метаболическую активность. Когда опасность миновала, бактерии возвращаются к жизни, и инфекция развивается вновь. " Резистентность развивается с течением времени, и повторные инфекции вызваны этой спячкой", - поясняет Джеймс Дж. Коллинз, руководитель недавней работы, опубликованной в журнале Cell Chemical Biology, которая демонстрирует, как машинное обучение может помочь в отборе соединений, смертельных для спящих бактерий.    Существует необходимость в открытии и разработке нетоксичных антибиотиков, эффективных против метаболически неактивных бактерий, которые лежат в основе хронических инфекций и способствуют развитию резистентности к антибиотикам. Традиционный поиск антибиотиков исторически предпочитал соединения, эффективные против активно метаболизирующих клеток, что не позволяет предсказать эффективность в метаболически неактивных контекстах.   Коллинз недавно попал в заголовки газет благодаря использованию искусственного интеллекта (ИИ) для открытия нового класса антибиотиков, что является частью большой миссии группы по использованию ИИ для значительного расширения существующих антибиотиков. Исследователи из лаборатории Коллинза использовали ИИ для ускорения процесса поиска антибиотических свойств в уже известных лекарственных соединениях. При наличии миллионов молекул этот процесс может занять годы, но исследователи смогли выявить соединение под названием семапимод за пару дней благодаря способности ИИ проводить высокопроизводительный скрининг.    Семапимод - это противовоспалительный препарат, обычно используемый для лечения болезни Крона. Исследователи обнаружили, что он также эффективен против против стационарно-фазовых E. coli и A. baumannii. Открытием стала способность семапимода разрушать мембраны грамотрицательных бактерий, которые известны своей высокой резистентностью к антибиотикам из-за более толстой и менее проницаемой внешней мембраны. "Одним из способов выяснения механизма действия семапимода было то, что его структура была очень большой и напоминала нам о других веществах, нацеленных на внешнюю мембрану", - объясняет Коллинз. Используя микробиологические анализы, биохимические измерения и микроскопию единичных клеток, авторы показали, что семапимод избирательно разрушает и пермеабилизирует внешнюю мембрану бактерий, связывая липополисахариды. Таким образом, нарушая один из компонентов внешней мембраны, семапимод делает грамотрицательные бактерии чувствительными к лекарствам, которые обычно активны только против грамположительных бактерий.    Эта работа иллюстрирует ценность использования нетрадиционных методов скрининга и моделей глубинного обучения для выявления нетоксичных антибактериальных соединений. Коллинз вспоминает цитату из одной давней статьи: "Для грамположительных инфекций нам нужны лучшие антибиотики, но для грамотрицательных инфекций нам нужны любые антибиотики".

Уже давно считается, что микробиом полости рта тесно связан со здоровьем полости рта и что дисбиотические изменения могут пагубно влиять на возникновение и прогрессирование диспластических поражений слизистой оболочки полости рта или рака полости рта.     Улучшение понимания концепции микробного дисбиоза вместе с достижениями в области высокопроизводительного молекулярного секвенирования этих патологий позволило более детально проследить микробиологическую природу этих клинических состояний. В обзоре, опубликованном в в журнале Periodontology 2000, рассматриваются бактериом и микобиом, связанные с поражениями слизистой оболочки полости рта, кандидозом полости рта и плоскоклеточной карциномой полости рта (ПКПР), с целью разграничить имеющуюся на сегодняшний день информацию для продвижения диагностических и прогностических возможностей в медицине полости рта.    В обзоре, соавтор исследования Георгиос Белибасакис и его коллеги обсуждают бактериом и микобиом полости рта при патологиях слизистой оболочки полости рта и на разных стадиях канцерогенеза полости рта. Во включенных в обзор статьях, анализировались образцы слюны, зубного налета и тканей слизистой оболочки полости рта при различных патологиях полости рта и на разных стадиях развития рака полости рта.     Передовые технологии метагеномных и метапротеомических платформ позволяют расшифровать состав микроорганизмов, населяющих полость рта, проливая свет на их присутствие и роль в развитии заболеваний. В случае плоскоклеточной карциномы полости рта (ПКПР) выделялись определенные виды бактерий и грибков. Prevotella intermedia, Porphyromonas endodontalis, Acremonium exuviarum и Aspergillus fumigatus были обогащены, тогда как Streptococcus salivarius, Scapharca broughtonii, Mortierella echinula и Morchella septimelata, напротив, были обеднены при этой патологии.    Микробный дисбиоз, связанный с ПКПР, был наиболее выражен в образцах слизистой оболочки, а не в образцах биопленки или слюны. Это подчеркивает важность учета пространственного микробиома, а также цикла взаимодействия бактерий и грибков при изучении канцерогенеза. Белибасакис отмечает, что: "Изменения в "ядре микробиома" человека могут служить прогностическими маркерами для любого заболевания полости рта, включая онкологию. Имеющиеся данные расширяют наше понимание экологии ниш полости рта и их "дисбиотических" изменений при дисплазии слизистой оболочки полости рта и раке полости рта. Эти знания могут помочь в разработке инструментов ранней диагностики и прогнозирования, а также инновационных методов лечения, что позволит совершить скачок в развитии медицины полости рта".    С другой стороны, авторы указывают на то, что некоторые бактерии и грибки или их метаболические соединения, такие как антибиотики, бактериоцины, нерибосомальные пептиды, поликетиды или токсины, могут проявлять биоактивность против раковых клеток. Предполагаемые механизмы действия включают апоптоз, некроз, снижение ангиогенеза, ингибирование трансляции белков и ингибирование основных сигнальных механизмах в раковых клетках. Было показано, что ассоциированные со здоровьем виды, такие как Streptococcus mitis, Rothia mucilaginosa, Neisseria flavescens, Haemophilus parainfluenzae, Lautropia mirabilis и Veillonella parvula, подавляют пролиферацию клеток при ПКПР. Использование противораковых свойств микробных агентов может предложить ценные альтернативные варианты терапии рака, особенно в решении проблемы резистентности к химиотерапевтическим препаратам и их неспецифических токсических побочных эффектов.    В борьбе с раком полости рта понимание сложного баланса бактерий и грибков в полости рта может оказаться ключевым союзником для лучшей профилактики и лечения.