Новости

Примерно 10-20% пациентов с болезнью Лайма (БЛ) в период после лечения развивают хроническую форму (Post-Treatment Lyme Disease - PTLD) и продолжают испытывать симптомы в течение 6 месяцев или более после лечения.    Персистирующая инфекция Borrelia burgdorferi (Bb), которую не удается уничтожить с помощью антибиотикотерапии с соблюдением рекомендаций, способствует развитию PTLD, хотя существуют и другие предполагаемые причины. Американское общество инфекционных болезней (IDSA) и другие международные организации по инфекционным заболеваниям рекомендуют монотерапию БЛ доксициклином или амоксициллином . Монотерапия может быть эффективной через 3-30 дней после укуса клеща с частотой ответа 89% и выше. Однако задержки в лечении значительно снижают эффективность антибиотиков и многие пациенты испытывают хронические боли в опорно-двигательном аппарате, утомляемость и когнитивную дисфункцию. Исследования пациентов с PTLD показывают не только задержку иммунной активации/воспаления в мозге, но и динамические изменения в лобной доле, связанные с замедлением скорости обработки информации. Лечение PTLD затруднено из-за отсутствия тестов на персистирующую инфекцию и неоднозначных результатов лечения хронической болезни Лайма в клинических испытаниях.    Исследования на мышах, собаках и приматах показали сохранение спирохет после лечения доксициклином или цефтриаксоном, причем сохранение более вероятно, когда лечение проводится в фазе диссеминации. В одном из исследований на мышах с 3-месячной инфекцией было показано, что 5-дневный прием цефтриаксона предотвращает выделение спирохет из тканей, с оговоркой, что мышей подвергали эвтаназии через 7-10 дней после лечения. Последующие исследования показали, что инфекция возобновлялась через 12-18 месяцев после лечения цефтриаксоном. Таким образом, продолжительность терапии до и после лечения влияет на результаты ее эффективности. Исследования in vitro продемонстрировали повышение эффективности при использовании комбинаций антибиотиков. В имеющихся на сегодняшний день исследованиях, учитывающих эти ограничения, показано, что комбинация даптомицин + цефоперазон + доксициклин уничтожает персистирующие Bb в культуре, а комбинация даптомицин + доксициклин + цефтриаксон уничтожает персистирующие Bb у мышей.    Комбинированная терапия является альтернативным подходом к лечению Bb-инфекции и уже хорошо зарекомендовала себя при лечении персистирующих бактерий, таких как M. tuberculosis и Brucella melitensis, у людей и на животных моделях. Было проведено только одно рандомизированное клиническое исследование с использованием более одного препарата (доксициклин и цефтриаксон), но препараты назначались в отдельные временные периоды, а не одновременно, и лечение не показало улучшения состояния пациентов. В другом исследовании цефтриаксон применялся в течение 2 недель с последующим рандомизированным 12-недельным лечением, состоящим из (а) комбинации кларитромицина и гидроксихлорохина; (б) доксициклина; или (в) плацебо. Эта комбинация оказалась столь же эффективной, как и лечение только цефтриаксоном, но критерии включения/исключения были очень строгими. Препятствия для проведения клинических испытаний комбинированной терапии включают разногласия в отношении причины PTLD и ограниченные доклинические доказательства эффективности.    Наши результаты подтверждают ранее полученные данные о том, что монотерапия не уничтожает Bb-инфекцию у всех мышей, оставляя часть мышей с персистирующей Bb-инфекцией. Комбинация цефтриаксон + доксициклин может быть хорошим кандидатом для будущих исследований. Жизнеспособные Bb не были обнаружены в культуре тканей. Цефтриаксон и доксициклин уже используются в качестве монотерапии для лечения БЛ, и оба хорошо переносятся с благоприятным профилем безопасности. Также изучалось добавление карбомицина к комбинации цефтриаксон + доксициклин, но карбомицин не обеспечил дополнительного эффекта.    Цефотаксим + доксициклин также эффективно уничтожали Bb-инфекцию - жизнеспособные Bb не были обнаружены в культуре тканей. Также было изучено добавление лоратадина к комбинации цефтриаксон + доксициклин, но лоратадин не обеспечил дополнительного эффекта.    Дапсон в двойной или тройной комбинации с рифампицином, клофазимином или рифампицином + клофазимином также эффективно уничтожал жизнеспособные Bb. Комбинации дапсона с рифампицином, клофазимином или с обоими препаратами уже являются препаратами выбора для лечения M. tuberculosis с множественной лекарственной резистентностью или проказы (дапсон) и имеют достаточные доказательства безопасности и переносимости в этой популяции. Кроме того, клинические исследования показали эффективность комбинированной терапии дапсоном у пациентов с болезнью Лайма с хроническими симптомами/PTLD. Результаты этого исследования и хорошо документированное использование в людях делают эту комбинацию привлекательной для дальнейшего исследования.    Некоторые комбинированные препараты были неэффективны для уничтожения Bb. В трех комбинациях (азлоциллин + бактрим, дисульфирам + бактрим, дисульфирам + азлоциллин) уровень персистирующей инфекции был таким же, как у контрольных мышей. Кроме того, мыши, получавшие цефотаксим + карбомицин, были отрицательны в отношении Bb в тканях клещей, но при этом в тканях клещей РНК была обнаружена Bb, что указывает на наличие жизнеспособных организмов. Наличие ДНК Bb в тканях клещей при отсутствии РНК Bb наблюдалось у мышей в большинстве групп комбинированной терапии. Наличие ДНК в отсутствие РНК, скорее всего, указывает на то, что ДНК принадлежит остаткам нежизнеспособных Bb. Степень влияния нежизнеспособных Bb на иммунный ответ после комбинированной терапии требует дальнейшего изучения.    Доксициклин и цефтриаксон не были включены в это исследование. Они хорошо изучены и не эффективны для уничтожения персистирующей формы Bb. Целью данного исследования было оценить эффективность монотерапии и комбинированных препаратов для устранения in vivo длительной инфекции Bb. Полученные результаты свидетельствуют о том, что несколько различных комбинированных препаратов могут полностью устранить инфекцию у всех мышей, в то время как лечение монопрепаратами не устраняет Bb-инфекцию у части мышей. Комбинированные препараты, особенно те, которые были представлены в данном исследовании, нуждаются в дальнейшем изучении перед проведением испытаний на людях. Мыши в данном исследовании были инфицированы путем инъекции.     В дальнейшей работе следует изучить эффективность комбинированной терапии при заражении через укус клеща. Заражение через укус клеща ранее использовалось в исследованиях с участием макак-резусов. Эти комбинации также должны быть протестированы против других штаммов Bb, таких как N40, JD1 и 297, из-за плазмидных вариаций и генетического разнообразия среди штаммов Bb, а также потери нескольких плазмид в персистирующей форме спирохет после антимикробной обработки у мышей. Чувствительность к антибиотикам также меняется в зависимости от штаммов и изолятов. Дополнительные исследования на приматах также позволят получить информацию, важную для перехода к клиническим испытаниям на людях.

Разнообразные виды бактерий, населяющие кишечник человека и известные как микробиота кишечника, обеспечивают важные преимущества для здоровья.     Одним из ключевых преимуществ является колонизационная резистентность - способность ограничивать колонизацию кишечника патогенами, которые могут вызывать заболевания. Было обнаружено множество механизмов, влияющих на способность микробиоты обеспечивать колонизационную резистентность, но эти механизмы часто зависят от контекста и конкретных штаммов или видов бактерий. В результате мы не знаем общих принципов, позволяющих предсказать, какие сообщества микробиоты будут защитными, а какие позволят патогенам колонизироваться.    Используя экологический подход, мы изучили колонизационную резистентность симбионтов кишечника человека по отношению к двум важным бактериальным патогенам - Klebsiella pneumoniae и Salmonella enterica серовар Typhimurium. Мы изучали колонизационную резистентность симбионтов как по отдельности, так и в комбинациях с возрастающим разнообразием, чтобы выявить общие закономерности, лежащие в основе колонизационной резистентности, используя как анализы in vitro, так и эксперименты in vivo с гнотобиотическими мышами. Результаты    Мы культивировали 100 симбионтов кишечника человека по отдельности с K. pneumoniae, а затем с S. Typhimurium и ранжировали симбионты по их способности обеспечивать колонизационную резистентность. Однако даже самые лучшие виды обеспечивали ограниченную защиту от патогенов в наших экспериментах. Напротив, когда мы объединяли виды в разнообразные сообщества, включающие до 50 видов, мы обнаружили случаи, когда рост патогенов был значительно ограничен. Та же картина наблюдалась и при колонизации безмикробных мышей подмножеством этих сообществ и заражении патогеном.     Таким образом, для колонизационной резистентности важно экологическое разнообразие, но мы также обнаружили, что важен и состав сообществ. Как in vitro, так и in vivo мы обнаружили, что колонизационная резистентность зависит от присутствия определенных видов, даже если эти виды сами по себе обеспечивают незначительную защиту. Мы смогли объяснить эти закономерности способностью некоторых сообществ блокировать рост патогена, потребляя питательные вещества, необходимые патогену.     Таким образом, блокированию питательных веществ способствует как разнообразие, так и присутствие определенных ключевых видов, которые увеличивают совпадение между потреблением питательных веществ сообществом и патогеном. Таким образом, включение ключевого вида, тесно связанного с патогеном, может стать главным фактором защиты сообществ, поскольку обеспечивает более высокую степень метаболического дублирования.     Однако одного этого, как правило, недостаточно. Мы обнаружили, что для обеспечения блокирования питательных веществ и, следовательно, колонизационной резистентности необходимо присутствие дополнительных, часто отдаленно родственных видов. Наконец, мы использовали принцип блокирования питательных веществ для предсказания in silico более защищенных и менее защищенных сообществ для нового штамма-мишени - клинического изолята Escherichia coli, резистентного к антимикробным препаратам. Затем мы экспериментально проверили колонизационную резистентность этих сообществ.     Эта работа показала, что мы можем успешно идентифицировать защитные сообщества из большого числа возможных комбинаций, используя как фенотипические показатели метаболического дублирования, так и более общие показатели геномного дублирования. Заключение    Наши результаты подтверждают предположение о том, что более разнообразные микробиомы могут принести пользу здоровью, в частности, они могут улучшить защиту от колонизации патогенами. Мы также обнаружили, что колонизационная резистентность является коллективным свойством сообществ микробиома; другими словами, один штамм защищает только в сочетании с другими. Важно отметить, что хотя увеличение разнообразия микробиома повышает вероятность защиты от патогенов, ключевое значение имеет совпадение профилей использования питательных веществ сообществом и патогеном. Наша работа предлагает путь к оптимизации состава микробиомов для защиты от патогенов. Патогены (красные) не могут колонизироваться, когда они совпадают с сообществом (желтые и зеленые бактерии) в профилях потребления питательных веществ (питательные ниши обозначены цветными кружками). По мере увеличения разнообразия микробиома возрастает вероятность потребления различных питательных веществ, что помогает блокировать рост патогенов и повышает колонизационную резистентность.