Wielobakteryjne zakażenia w mukowiscydozie – potrzeba nowego podejścia do terapii Mycobacterium abscessus
Dziś, tj. 14 listopada 2024, w czasopiśmie npj Antimicrobials and Resistance opublikowano przegląd dotyczący roli wielobakteryjnych zakażeń u pacjentów z mukowiscydozą (CF) oraz przyszłości odkryć leków skierowanych przeciwko trudnemu w leczeniu patogenowi – Mycobacterium abscessus. Autorzy artykułu, Emily J. Baker, Gemma Allcott i Jonathan A. G. Cox, omawiają kluczowe wyzwania związane z obecną strategią poszukiwania nowych antybiotyków i proponują nowatorskie podejście uwzględniające złożone środowisko mikrobiologiczne w drogach oddechowych pacjentów z CF.
Artykuł podkreśla, że tradycyjne podejście do badań nad antybiotykami skupia się głównie na hodowlach jednoszczepowych (monomikrobiologicznych), co nie odzwierciedla złożonego środowiska dróg oddechowych pacjentów z CF. Przez lata naukowcy opierali się na postulatach Kocha, które zakładały, że jedna choroba zakaźna jest wywoływana przez jeden konkretny patogen. Jednak w przypadku mukowiscydozy zakażenia są wielobakteryjne, co znacząco wpływa na interakcje pomiędzy patogenami, a także na odpowiedź na leczenie.
W przewlekle zmienionych drogach oddechowych pacjentów z mukowiscydozą dochodzi do tworzenia się złożonych społeczności bakteryjnych, w których występują takie patogeny jak Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Haemophilus influenzae, niegruźlicze prątki (NTM), oraz grzyby, jak Aspergillus fumigatus. W szczególności Mycobacterium abscessus jest coraz częściej izolowane jako główny patogen u tych pacjentów, zwłaszcza u osób dorosłych i dzieci z zaawansowaną chorobą płuc.
Mycobacterium abscessus – trudny przeciwnik
Mycobacterium abscessus to szybko rosnący, niegruźliczy prątek, który został po raz pierwszy wyizolowany w latach 50. XX wieku z ropnia kolana. Obecnie klasyfikowany jest jako kompleks Mycobacterium abscessus (MABSC), obejmujący trzy podgatunki: M. abscessus subsp. abscessus, M. abscessus subsp. bolletii oraz M. abscessus subsp. massiliense. Bakteria ta jest wysoce odporna na większość dostępnych antybiotyków, co sprawia, że jej leczenie jest niezwykle trudne. Współczesne dane wskazują na skuteczność leczenia wynoszącą zaledwie 45,6%.
Jednym z głównych mechanizmów oporności M. abscessus jest gruba, woskowata ściana komórkowa, która utrudnia przenikanie antybiotyków. Dodatkowo bakteria ta posiada liczne pompy Effluksowe (efflux pumps, wyrzutu) oraz enzymy, takie jak β-laktamazy, które rozkładają antybiotyki β-laktamowe. Tego typu oporność sprawia, że standardowe leczenie często jest nieskuteczne, a pacjenci doświadczają nawrotów infekcji.
Nowe kierunki badań nad lekami
W artykule autorzy podkreślają potrzebę odejścia od tradycyjnych modeli badań nad antybiotykami, które opierają się na hodowlach jednoszczepowych. Proponują oni podejście uwzględniające wielobakteryjny charakter zakażeń w mukowiscydozie. Interakcje między różnymi bakteriami mogą wpływać zarówno na ich wzajemne oddziaływanie, jak i na skuteczność terapii antybiotykowej. Na przykład obecność Pseudomonas aeruginosa w biofilmach może zmieniać odpowiedź M. abscessus na antybiotyki, co pokazuje potrzebę bardziej zaawansowanych modeli in vitro, które uwzględniają te złożone interakcje.
Autorzy wskazują również na konieczność uwzględnienia środowiska o niskiej zawartości tlenu, które jest charakterystyczne dla płuc pacjentów z CF z powodu gęstego śluzu blokującego drogi oddechowe. Hipoksja może wpływać na skład biofilmu bakteryjnego i zmieniać odpowiedź patogenów na leczenie. Przykładem mogą być interakcje pomiędzy S. aureus a P. aeruginosa, które są modyfikowane przez niską zawartość tlenu i obecność specyficznych metabolitów bakteryjnych.
Wnioski i przyszłość badań
Autorzy pracy podkreślają, że istnieje pilna potrzeba rozwoju bardziej złożonych modeli badań nad antybiotykami, które będą uwzględniały zarówno interakcje wielobakteryjne, jak i specyficzne warunki panujące w drogach oddechowych pacjentów z mukowiscydozą. Nowe podejście może pomóc w lepszym przewidywaniu skuteczności leków i dostosowaniu terapii do indywidualnych potrzeb pacjentów.
Kluczowe jest również opracowanie spersonalizowanych metod badania oporności bakteryjnej, które pozwolą na dokładniejsze dostosowanie leczenia do konkretnego pacjenta, co może przyczynić się do poprawy wyników terapii i zmniejszenia obciążenia związanego z długotrwałym stosowaniem antybiotyków.
Dzisiejsza publikacja w npj Antimicrobials and Resistance rzuca nowe światło na potrzebę zmiany paradygmatu w badaniach nad odkrywaniem leków przeciwko Mycobacterium abscessus. Uwzględnienie kontekstu wielobakteryjnego zakażenia może przyczynić się do opracowania bardziej skutecznych terapii i lepszego zarządzania chorobą u pacjentów z mukowiscydozą.
Źródło: Polymicrobial infection in cystic fibrosis and future perspectives for improving Mycobacterium abscessus drug discovery
DOI: https://doi.org/10.1038/s44259-024-00060-5
