Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Lekarze dobiorą antybiotyk najlepszy dla danego pacjenta

Recommended Posts

Na UW powstaje system do detekcji genów, które powodują oporność bakterii na antybiotyki. Naukowcy mają w planie udostępnienie go lekarzom, aby mogli możliwie szybko pozyskiwać informacje, które typy antybiotyków będą najbardziej skuteczne w leczeniu konkretnych przypadków, a których leków należy unikać.

Doktoranci z Zakładu Genetyki Bakterii na Wydziale Biologii Uniwersytetu Warszawskiego – Mikołaj Dziurzyński, Przemysław Decewicz i Adrian Górecki – opracowali system detekcji genów oporności na antybiotyki w próbkach środowiskowych oraz materiale klinicznym. Co to oznacza w praktyce? Zapewniający szybkie i wiarygodne wyniki, a zarazem tani do wdrożenia system dostarczy lekarzom informacji, jaki lek antybakteryjny zastosować w danym przypadku u konkretnego pacjenta, bez ryzyka, że antybiotyk nie zadziała.

Co ciekawe, wynalazek umożliwia również sprawdzanie produktów spożywczych pod kątem obecności bakterii opornych na leki oraz monitorowanie rozprzestrzeniania się genów oporności w różnych środowiskach.

PCR w walce z opornością bakterii na antybiotyki

Rewolucyjny pomysł doktorantów z UW wykorzystuje reakcję łańcuchową polimerazy, czyli PCR (Polymeraze Chain Reaction) – metodę prostą i powszechnie stosowaną w biologii molekularnej. W szybki sposób umożliwia ona sprawdzenie, czy w bakterii występuje dana sekwencja DNA. Wykrywanie poszczególnych genów, w tym tych, które determinują oporność na antybiotyki, wymaga zaprojektowania odpowiedniego zestawu odczynników, tzw. starterów do PCR.

Stworzyliśmy oprogramowanie, dzięki któremu można błyskawicznie dobrać te odczynniki w taki sposób, by uzyskiwane informacje były wiarygodne. Eliminujemy wyniki fałszywie negatywne lub fałszywie pozytywne. Dzięki temu zyskujemy pewność, że trafiamy we właściwy gen – mówi mgr Mikołaj Dziurzyński.

Ochrona zdrowia i prewencja

W medycynie często decydujące znaczenie dla wyniku leczenia ma szybkość zastosowania odpowiedniego leku – zwłaszcza w najcięższych przypadkach. System pozwalający szybko zidentyfikować geny oporności na dane klasy antybiotyków może nie tylko wspierać lekarza w podejmowaniu decyzji o wyborze leku, ale docelowo ratować ludziom życie.

Poza medycyną, wynalazek opracowany na Wydziale Biologii UW pozwoli także na badanie rozprzestrzenienia antybiotykooporności. W przypadku bakterii występuje zjawisko horyzontalnego transferu genów. Jeśli jeden gatunek bakterii nabywa oporność, może przekazać ją innym bakteriom. To prosty proces, który zachodzi bardzo szybko, zwłaszcza w oczyszczalniach ścieków.

Jeśli ten proces nie będzie monitorowany, powrót do ery pre-antybiotykowej nastąpi jeszcze szybciej. Z oczyszczalni ścieków bakterie z genami oporności wracają bowiem do człowieka. Monitorowanie pozwoli znaleźć źródła kumulowania się szczepów opornych. Nasz system nie zminimalizuje negatywnych zjawisk, ale pozwoli je lepiej monitorować i analizować. To pierwszy etap, który umożliwi wdrożenie działań zapobiegawczych – mówi Przemysław Decewicz.

Szczególnie istotną rolę odgrywa w tym kontekście branża spożywcza. Najwięcej bakterii ludzie przyjmują wraz z pożywieniem. Dlatego produkty spożywcze powinny być powszechnie badane pod kątem obecności bakterii opornych na antybiotyki. W przypadku branży spożywczej wyniki nie muszą być natychmiastowe. Być może w tym przypadku komercjalizacja będzie oznaczać stworzenie usługi świadczonej przez przyszłą spółkę spin-off założoną przy Uniwersytecie Warszawskim – mówi Adrian Górecki.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jednym z największych zagrożeń zdrowotnych dla ludzkości jest coraz powszechniejsza antybiotykooporność. Nadmiar antybiotyków, zarówno tych przepisywanych przez lekarzy, jak i stosowanych w hodowli zwierząt czy środkach higienicznych, prowadzi do pojawiania się coraz groźniejszych opornych na leczenie szczepów bakterii. Specjaliści obawiają się, że ludzie znowu zaczną umierać na choroby, które obecnie są uleczalne.
      Istnieje pilna potrzeba znalezienia nowych antybiotyków działających przede wszystkim na wielolekooporne bakterie gram-ujemne. Dlatego też naukowcy coraz częściej szukają pomocy w niekonwencjonalnych źródłach, w tym w medycynie ludowej. Na łamach MDPI Applied Microbiology ukazał się artykuł, którego autorzy informują, że dzięki irlandzkiej medycynie ludowej odkryli w glebie organizmy wytwarzające skuteczne antybiotyki. Doniesienie takie przeczy jednocześnie rozpowszechnionemu przekonaniu o wyczerpaniu się naturalnych źródeł skutecznych antybiotyków.
      Naukowcy z Ulster University pracujący pod kierunkiem doktora Gerry'ego A. Quinna wykazali, że używana w dawnej medycynie ludowej ziemia z West Fermanagh zawiera wiele gatunków mikroorganizmów wytwarzających antybiotyki. Obszar ten, na którym znajdują się liczne jaskinie, mokradła i alkaliczne gleby trawiaste nosi liczne ślady neolitycznego osadnictwa.
      Już wcześniej ten sam zespół naukowy zidentyfikował w West Fermanagh nieznany szczep bakterii, który skutecznie zwalcza cztery z sześciu najgroźniejszych antybiotykoopornych patogenów szpitalnych, w tym MRSA (metycylinooporny gronkowiec złocisty).
      Uczeni z Ulsteru skupili się tym razem z na innym obszarze West Fermanagh, który również ma alkaliczną glebę, powiązaną z medycyną ludową. Fakt, że tradycyjna medycyna jest obecna w wielu opowieściach ludowych, zachęcił nas do sprawdzenia innych obszarów pod kątem występowania mikroorganizmów wytwarzających antybiotyki, mówi doktor Paul Facey ze Swansea University.
      Okazało się, że gleba w nowo zbadanych miejscach wykazuje jeszcze szersze działanie przeciwko mikroorganizmom, niż gleba wcześniej badana. Dzięki sekwencjonowaniu DNA udało się wyodrębnić zamieszkujące ją organizmy. Odkryto w ten sposób nieznane dotychczas gatunki bakterii, o których informacje umieszczono w amerykańskiej bazie narodowej tego typu mikroorganizmów.
      Badania przeprowadzone przez Quinna i jego kolegów wykazały, że nowo odkryta bakteria Streptomyces sp. CJ13 powstrzymuje wzrost licznych wieloopornych organizmów. Wpływa ona hamująco na wzrost takich patogenów jak m.in. Pseudomonas aeruginosa, rozpowszechnionej oportunistycznej bakterii gram-ujemnej wywołującej chroniczne infekcje płuc u osób cierpiących na mukowiscydozę, MRSA - odpowiedzialnej za liczne infekcje ran czy na drożdże z rodzaju Candida.
      Sprawdziliśmy też wpływ temperatury i przechowywania na stabilność inhibitora Streptomyces sp. CJ13 obecnego w podłożu, informują autorzy badań. Okazało się, że w agarze, na którym hodowano bakterie, aktywność antybiotyku utrzymywała się przez 11 miesięcy w temperaturach od 4 do 10 stopni Celsjusza. Spadła ona w tym czasie o 40%.
      Jeden z członków zespołu badawczego, doktor Hamid Bakshi przypomniał, że bakterie Streptomyces są z powodzeniem wykorzystywane w onkologii i terapiach antywirusowych. Biorąc to pod uwagę naukowcy wiążą ze Streptomyces sp. CJ13 olbrzymie nadzieje.
      Takie odkrycia jak to opisywane powyżej są niezwykle istotne, gdyż od kilkudziesięciu lat mamy do czynienia z zastojem w dziedzinie opracowywania nowych antybiotyków.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wykorzystywana w średniowieczu mikstura - balsam oczny Balda (ang. Bald's eyesalve) - może znaleźć zastosowanie we współczesnej terapii. Naukowcy z Uniwersytetu w Warwick wykazali, że jest on skuteczny wobec szeregu patogenów Gram-dodatnich i Gram-ujemnych w hodowlach planktonowych, a także wobec 5 bakterii hodowanych w formie biofilmu.
      Bald's eyesalve opisano w staroangielskim (IX-w.) podręczniku medycznym Bald's Leechbook (zwanym także Medicinale Anglicum). Miksturę stosowano na jęczmień - torbielowatą infekcję powieki. Przyrządzano ją z czosnku, dodatkowej rośliny z rodzaju Allium (czosnek), np. cebuli lub pora, wina i krowich kwasów żółciowych. Zgodnie z recepturą, po zmieszaniu, a przed użyciem składniki muszą stać przez 9 nocy w mosiężnym naczyniu.
      Pięć lat temu naukowcy z Uniwersytetu w Nottingham wykorzystali Bald's eyesalve do walki z metycylinoopornym gronkowcem złocistym (MRSA). Opierając się na ich badaniach, zespół z Warwick ustalił, że Bald's eyesalve wykazuje obiecujące działanie antybakteryjne i tylko w niewielkim stopniu szkodzi ludzkim komórkom.
      Mikstura była skuteczna przeciw szeregowi bakterii Gram-dodatnich i Gram-ujemnych w hodowlach planktonowych. Aktywność utrzymywała się także przeciwko 5 bakteriom hodowanym w postaci biofilmu: 1) Acinetobacter baumannii, 2) Stenotrophomonas maltophilia, 3) gronkowcowi złocistemu (Staphylococcus aureus), 4) Staphylococcus epidermidis i 5) Streptococcus pyogenes.
      Bakterie te można znaleźć w biofilmach infekujących cukrzycowe owrzodzenie stopy (tutaj zaś, jak wiadomo, sporym problemem może być lekooporność).
      Jak wyjaśniają naukowcy, w skład balsamu ocznego Balda wchodzi czosnek, a ten zawiera allicynę (fitoncyd o działaniu bakteriobójczym). W ten sposób można by wyjaśnić aktywność mikstury wobec hodowli planktonowych. Sam czosnek nie wykazuje jednak aktywności wobec biofilmów, dlatego antybiofilmowego działania Bald's eyesalve nie da się przypisać pojedynczemu składnikowi. By osiągnąć pełną aktywność, konieczne jest ich połączenie.
      Wykazaliśmy, że średniowieczna mikstura przygotowywana z cebuli, wina i kwasów żółciowych może zabić całą gamę problematycznych bakterii, hodowanych zarówno w formie planktonowej, jak i biofilmu. Ponieważ mikstura nie powoduje większych uszkodzeń ludzkich komórek i nie szkodzi myszom, potencjalnie moglibyśmy opracować z tego środka bezpieczny i skuteczny lek antybakteryjny - podkreśla dr Freya Harrison.
      Większość wykorzystywanych współcześnie antybiotyków pochodzi od naturalnych substancji, ale nasze badania unaoczniają, że pod kątem terapii zakażeń związanych z biofilmem należy eksplorować nie tylko pojedyncze związki, ale i mieszaniny naturalnych produktów.
      Szczegółowe wyniki badań opublikowano w piśmie Scientific Reports.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Bakteria Stenotrophomonas maltophilia naturalnie występuje w ekosystemie w otoczeniu człowieka. Do niedawna była uważana za nie sprawiającą większych problemów. Teraz okazuje się, że jest to coraz bardziej rozpowszechniony wieloantybiotykooporny patogen powodujący ciężkie infekcje układu oddechowego. S. maltophilia stała się, obok gronkowca złocistego czy E. coli, jednym z najgroźniejszych patogenów powodujących zakażenia szpitalne.
      Bakteria ta jest szczególnie niebezpieczna dla pacjentów z osłabionym układem odpornościowym lub leczonym z powodu stanu zapalnego układu oddechowego. Może ona zaatakować każdy organ, jednak najczęściej dochodzi do infekcji układu oddechowego, bakteremii oraz infekcji wywołanych przez użycie cewnika.
      Jako, że to stosunkowo nowe, bardzo poważne i coraz bardziej rozpowszechnione zagrożenie, konieczne jest lepsze zrozumie wirulencji tego patogenu oraz jego lokalnej i globalnej transmisji.
      Międzynarodowa grupa naukowa pracująca pod nadzorem niemieckiego Centrum Badawczego w Borstel (Forschungszentrum Borstel – Leibniz Lungenzentrum), przeprowadziła pierwsze badania światowego drzewa filogenetycznego S. maltophilia. Naukowcy z ośmiu krajów odkryli, że w 22 krajach istnieją 23 linie S. maltophilia o różnym stopniu rozpowszechnienia, z których większość zawiera szczepy o każdym możliwym stopniu wirulencji. Jedna z tych linii jest obecna na całym świecie i zawiera największą liczbą szczepów infekujących ludzi. Chodzi tutaj o linię Sm6. Stwierdzono w niej istnienie kluczowych genów zwiększających wirulencję i odporność na działanie antybiotyków. To sugeruje, że specyficzna konfiguracja genetyczna może ułatwiać rozpowszechnianie się różnych podtypów S. maltophilia w środowisku szpitalnym, mówi główny autor badań, Matthias Gröschel.
      Analiza sposobu przenoszenia się bakterii ujawniła, że w szpitalach na przestrzeni zaledwie dni i tygodni mogą rozpowszechniać się blisko spokrewnione szczepy.
      Ze szczegółami badań można zapoznać się na łamach Nature Communications.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Algorytmy do maszynowego uczenia się pozwoliły specjalistom z MIT zidentyfikować nowe potężne antybiotyki. Podczas testów laboratoryjnych nowe związki zabiły jedne z najtrudniejszych w zwalczaniu bakterii chorobotwórczych, w tym szczepy oporne na działanie wszystkich znanych antybiotyków. Jakby tego było mało, umożliwiły one zwalczenie infekcji w dwóch różnych mysich modelach chorób.
      Naukowcy wykorzystali model komputerowy, który pozwala na przeanalizowanie w ciągu zaledwie kilku dni działania setek milionów związków chemicznych. Taka analiza pozwala na wybór do dalszych badań najbardziej obiecujących środków. Uczeni szukają związków, które zabijają bakterie w inny sposób, niż obecnie znane antybiotyki.
      Chcieliśmy stworzyć platformę, która pozwoliłaby nam na wykorzystanie sztucznej inteligencji do zapoczątkowania nowej epoki w odkrywaniu antybiotyków. Dzięki takiemu podejściu natrafiliśmy na zadziwiającą molekułę, która jest jednym z najpotężniejszych znanych antybiotyków, mówi profesor James Collins z MIT.
      Przy okazji zidentyfikowano wiele innych obiecujących kandydatów na antybiotyki. Substancje te dopiero będą testowane. Uczeni uważają, że ich model można wykorzystać również do projektowania nowych leków.
      Model maszynowego uczenia się pozwala nam masowo badać związki chemiczne. Przeprowadzenie takich badań w laboratorium byłoby niemożliwe ze względu na koszty, dodaje Regina Barzilay z Computer Science and Artificial Intelligencje Laboratory (CSAIL) na MIT.
      Przez ostatnich kilkadziesiąt lat wynaleziono niewiele nowych antybiotyków, a większość z tych nowych to lekko istniejące wersje wcześniej istniejących. Obecnie wykorzystywane metody badania związków chemicznych pod kątem ich przydatności do produkcji antybiotyków są niezwykle kosztowne, wymagają dużo czasu i zwykle pozwalają zbadać wąską grupę mało zróżnicowanych środków.
      Stoimy w obliczu rosnącej antybiotykooporności. Z jednej strony problem ten spowodowany jest coraz większą liczbą antybiotykoopornych patogenów, a z drugiej – powolnym postępem na tym polu, mówi Collins. Coraz częściej pojawiają się głosy, że ludzie mogą zacząć umierać na choroby zakaźne, na które nie umierali od dziesięcioleci. Dlatego też niezwykle pilnym zadaniem jest znalezienie nowych antybiotyków. Niedawno informowaliśmy o odkryciu antybiotyków, które zabijają bakterie w niespotykany dotąd sposób.
      Pomysł wykorzystania komputerów do identyfikowania potencjalnych antybiotyków nie jest nowy, dotychczas jednak obliczenia takie były albo niezwykle czasochłonne, albo niedokładne. Nowe sieci neuronowe znacznie skracają czas obliczeń.
      Naukowcy z MIT dostosowali swój model obliczeniowy tak, by poszukiwał związków chemicznych mogących być zabójczymi dla E. coli. Swój model trenowali na około 2500 molekuł, w tym na około 1700 lekach zatwierdzonych przez FDA i około 800 naturalnych produktach o zróżnicowanych strukturach i działaniu.
      Po zakończonym treningu sieć neuronowa została przetestowana na należącej do Broad Institute bazie Drug Repository Hub, która zawiera około 6000 związków. Algorytm znalazł tam molekułę, która miała strukturę inną od wszystkich istniejących antybiotyków i o której sądził, że będzie wykazywała silne działanie antybakteryjne. Naukowcy najpierw poddali tę molekułę badaniom za pomocą innego modelu maszynowego i stwierdzili, że prawdopodobnie jest ona mało toksyczna dla ludzi.
      Halicyna, bo tak nazwano tę molekułę, była w przeszłości badana pod kątem jej przydatności w leczeniu cukrzycy. Teraz naukowcy przetestowali ją na dziesiątkach szczepów bakterii pobranych od ludzi. Okazało się, że zabija ona wiele antybiotykoopornych patogenów, w tym Clostridium difficile, Acinetobacter bumannii czy Mycobacterium turebculosis. Jedynym patogenem, który oparł się jej działaniu była Pseudomonas aeruginosa, powodująca trudne w leczeniu choroby płuc.
      Po pomyślnych testach in vitro rozpoczęto badania na zwierzętach. Halicynę użyto do leczenia myszy zarażonej wcześniej opornym na działanie wszystkich znanych antybiotyków szczepem A. baumannii. Halicyna w ciągu 24 godzin zwalczyła infekcję u zwierząt.
      Wstępne badania sugerują, że nowy antybiotyk działa poprzez zaburzanie u bakterii możliwości utrzymania gradientu elektrochemicznego w błonie komórkowej. Gradient ten jest niezbędny m.in. do wytwarzania molekuły ATP, niezbędnego nośnika energii. Bakterie pozbawione ATP giną. Naukowcy uważają, że bakteriom będzie bardzo trudno nabyć oporność na taki sposób działania antybiotyku.
      Podczas obecnych badań uczeni stwierdzili, że w ciągu 30 dni leczenia u E. coli w ogóle nie rozwinęła się oporność na halicynę. Tymczasem np. oporność na cyprofloksacynę zaczyna się u E. coli rozwijać w ciągu 1-3 dni od podania, a po 30 dniach bakteria jest 200-krotnie bardziej oporn działanie tego środka.
      Po zidentyfikowaniu halicyny naukowcy wykorzystali swój model do przeanalizowania ponad 100 milionów molekuł wybranych z bazy ZINC15, w której znajduje się około 1,5 miliarda molekuł. Analiza trwała trzy doby, a sztuczna inteligencja znalazła 23 molekuły, które są niepodobne do żadnego istniejącego antybiotyku i nie powinny być toksyczne dla ludzi. Podczas testów in vitro stwierdzono, że 8 z tych molekuł wykazuje właściwości antybakteryjne, z czego 2 są szczególnie silne. Uczeni planują dalsze badania tych molekuł oraz analizę pozostałych związków z ZINC15.
      Naukowcy planują dalsze udoskonalanie swojego modelu. Chcą np. by poszukiwał on związków zdolnych do zabicia konkretnego gatunku bakterii, a oszczędzenia bakterii korzystnych dla ludzi.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Australijskie mewy są nosicielkami superbakterii opornych na antybiotyki. Naukowcy z Murdoch University w Perth, którzy kierowali badaniami, obawiają się, że patogeny mogą się rozprzestrzenić na ludzi i zwierzęta hodowlane oraz domowe.
      Zespół ustalił, że wśród mew czerwonodziobych u ponad 20% występuje nosicielstwo lekoopornych pałeczek okrężnicy (Escherichia coli); E. coli wywołują zakażenia układu moczowego, sepsę czy zapalenia opon mózgowo-rdzeniowych.
      Odkryliśmy, że niezależnie od stanu, dla populacji australijskich mew charakterystyczne jest nosicielstwo superbakterii (bakterii opornych na związki antydrobnoustrojowe), które wywołują choroby u ludzi - opowiada dr Sam Abraham.
      Mark O'Dea, wirusolog weterynaryjny z Murdoch University, dodaje, że dzieci są narażone na kontakt z tymi patogenami, jeśli po zabawie na trawie czy skałach, na których przebywały mewy, dotykają ust albo jedzą. Ryzyko można jednak wyeliminować, myjąc ręce.
      Pojedyncze badane przez Australijczyków mewie odchody zawierały mikroorganizmy oporne na leki ostatniej nadziei, takie jak karbapenemy. Jeden ptak z plaży Cottesloe w Perth był nosicielem patogenów opornych na kolistynę (wcześniej w Australii nie odnotowano tego zjawiska).
      Rzecznik federalnego wydziału zdrowia powiedział, że dotąd mewy nie były częścią programu monitoringu lekooporności, ponieważ nie określono ryzyka transmisji z tych ptaków na ludzi.
      Antybiotykooporne bakterie wykrywano u mew i innych ptaków z różnych krajów. W niektórych przypadkach pojawiały się sugestie związane z zarażaniem się przez ptaki po spożyciu ludzkich odpadów domowych.
      Badanie, w ramach którego w latach 2015-17 zbadano odchody 562 mew czerwonodziobych z gęsto zasiedlonych regionów przybrzeżnych, ukazało się właśnie w Journal of Antimicrobial Chemotherapy. Okazało się, że szeroko rozpowszechniona jest oporność izolatów E. coli na cefalosporyny o szerokim zakresie (21,7%) oraz fluorochinolony (23,8%).
      Typowo mewy żerują na morzu. Osobniki, które żyją jednak w miastach, zarażają się superbakteriami, żywiąc się resztkami z wysypisk oraz przez kontakt ze zużytymi wkładkami higienicznymi czy pieluchami - podsumowuje Abraham.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...