Pesquisadores descobrem combinações de antibióticos que reduzem a depuração de Staphylococcus aureus

A quantificação sistemática de interações medicamentosas em pares revela a supressão recíproca emergente na eliminação da população a longo prazo. uma, A viabilidade celular ao longo do tempo após o tratamento com antibióticos foi medida por microplaca de alto rendimento e análise de imagem automatizada de uma cepa de S. aureus marcada com DsRed e GFP. Dados de exemplo são mostrados para tratamento com CLI (n= 6 poços; imagens de microplacas de diluição em série de cinco vezes são mostradas para uma réplica em um ponto no tempo). b, Esquema de interações direcionais. Contrastando a sobrevivência após um tratamento combinado com duas drogas, A e B, em uma concentração cida fixa (Tabela Suplementar 1, barras cinzas, S_A+B); a sobrevivência sob drogas A e B sozinhas na mesma ou o dobro da concentração (S_UMA(1×), S_UMA(2×) (barras roxas); S_B(1×), S_B(2×) (barras laranja)) define pontuações de interação bidirecional para o efeito do medicamento B no medicamento A (B→A, escala de cores à esquerda) e o efeito de A em B (A→B, escala de cores à direita). O efeito combinado pode ser sinérgico (S_A+B min[S_A(2×), S_B(2×)]) (eu); supressivo não recíproco (S_B(1×)S_A+BS_UMA(1×) , A suprime B) (ii); ou supressivo recíproco (S_A+B  >máximo[S_A(1×), S_B(1×)]) (iii). cMedições de pontuações de interação direcional para combinações pareadas de 14 antibióticos na eficácia de depuração a longo prazo (2 cepas foram medidas em UMA_1× , UMA_2×e UMA_1×+ B_1×em 6, 4 e 2 experimentos, respectivamente). Os triângulos superiores (inferiores) mostram a pontuação de interação para o efeito dos medicamentos na linha (coluna) sobre os medicamentos na coluna (linha). Inserção: as curvas de morte e fração de sobrevivência final para uma combinação representativa de drogas supressoras (CLI + CLO). A análise estatística foi feita usando z -testes; P-10. Os pontos no eixo estão abaixo do limite de detecção. Para cada tratamento, são mostradas imagens de microplaca representativas de uma réplica. dViabilidade bacteriana após 8 h de exposição ao CLI-CLO em soro humano (topo; 2 cepas foram medidas em 2 experimentos; P −¹⁰bicaudal z -testes) e em G. mellonella larvas (dfundo; n= 10 AROLarvas, homogeneizadas e plaqueadas em 5 pares; da esquerda para a direita, P= 0,008 e P= 0,008, Mann-Whitney bicaudal você-testes). Por uma, c e das barras de erro representam os intervalos de confiança de 95% calculados a partir das contagens de colônias pelo modelo de Poisson (uma e c (meio)) ou 2× sem (c (direita) e d). Crédito: Natureza(2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05260-5

Pesquisadores do Technion—Israel Institute of Technology desenvolveram uma técnica para medir os efeitos a longo prazo de combinações de antibióticos, ou coquetéis. Essas combinações são de grande interesse para as comunidades científicas e médicas porque o uso de antibióticos isolados muitas vezes leva ao rápido desenvolvimento de resistência bacteriana a esses medicamentos.

A pesquisa publicada emNaturezafoi liderado pelos pesquisadores do Technion Professor Roy Kishony da Faculdade de Biologia e Dr. Viktória Lázár, um estudante de pós-doutorado em seu laboratório que agora está trabalhando na Unidade de Biologia Sintética e de Sistemas do Centro de Pesquisa Biológica em Szeged, Hungria.

Os pesquisadores descobriram que, em muitos casos, uma combinação de vários antibióticos pode realmente reduzir a eficácia do tratamento a longo prazo – o que significa que a combinação de medicamentos pode ser inferior ao sucesso de cada indivíduo medicamento. No entanto, eles apontam para combinações específicas que conseguem impedir o desenvolvimento de resistência e assim proteger o paciente por um longo período das bactérias agressivas.

A bactéria testada no estudo é o Staphylococcus aureus, uma bactéria particularmente violenta que desenvolveu resistência a muitos tipos de antibióticos. Esta bactéria é responsável por uma parte significativa das infecções nosocomiais (hospitalares ou clínicas). O estudo foi realizado tanto em culturas dessa bactéria em laboratório quanto em um modelo animal – larvas da mariposa Galleria mellonella.

Os antibióticos são uma família de medicamentos que desempenham um papel central na medicina moderna e salvam vidas diariamente. As substâncias antibióticas naturais que se desenvolveram durante a evolução em fungos e leveduras foram descobertas há cerca de um século na pesquisa de Sir Alexander Fleming, de Londres, Howard Walter Florey, nascido na Austrália, e imigrante de Berlim para a Inglaterra, descendente de judeus russo-alemães, Ernst Cadeia de Bóris. Os três dividiram o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 1945.

No século passado, o tratamento com antibióticos salvou centenas de milhões de pessoas.

No entanto, o sucesso da antibioticoterapia se transformou em uma faca de dois gumes, porque o uso generalizado desses medicamentos antibacterianos leva ao desenvolvimento evolutivo de bactérias que desenvolvem resistência. Essa tendência gera um medo justificado de uma era pós-antibióticos, ou um período em que as bactérias não responderão mais aos antibióticos e as pessoas morrerão, como no passado, de infecções que agora são consideradas leves e não perigosas.

O laboratório do Prof. Kishony, um dos maiores especialistas na área de resistência a antibióticos, desenvolve métodos que permitem estimar antecipadamente a resistência de uma determinada bactéria a um determinado antibiótico no presente e até mesmo prever o nível de resistência que ela espera-se que se desenvolva no futuro. No presente estudo, foi examinada uma combinação de diferentes antibióticos que previnem a formação de resistência.

Os pesquisadores observaram que a pandemia de COVID-19 aumentou o uso de antibióticos, embora o SARS-CoV-2 não seja afetado por antibióticos porque é um vírus e não uma bactéria. No entanto, administrar antibióticos ajuda os pacientes com COVID-19 a evitar infecções bacterianas secundárias. Com o crescimento do uso de antibióticos, acelera-se a evolução de cepas resistentes de Staphylococcus aureus.

Para resumir, os pesquisadores do Technion descobriram que combinações de antibióticos podem prejudicar a eficácia do tratamento e apontar combinações específicas que aceleram ou inibem o desenvolvimento de bactérias resistentes. Ao fazê-lo, ajudam a pavimentar o caminho para tratamentos mais eficazes e a contenção da “epidemia de resistência” que ameaça a humanidade.