Новости и мнения

Мнение: «Наркотические заповедники» вселяют надежду в мир после антибиотиков

Среда, свободная от наркотиков, такая как назначенное отделение в больнице, может снизить силу выбора устойчивости.

e are at risk of entering a post-antibiotic era. Мы рискуем вступить в эру.

Каждый год, начиная с 2013 года, крупнейшее глобальное учреждение, включая Всемирный экономический форум , Всемирную организацию здравоохранения и Генеральную Ассамблею Организации Объединенных Наций, выпускает это серьезное предупреждение миру.

Будущее после антибиотиков пугает . Когда лекарства не действуют, мы все чаще болеем. Мы дольше болеем. Это вредит экономике, потому что больные люди не работают.

В ответ у нас действительно есть только два варианта.

Один из них – собрать больше стрел в нашем колчане, открыв новые антибиотики, к которым микробы, такие как бактерии, в настоящее время не устойчивы.

Во-вторых, лучше управлять имеющимся у нас арсеналом лекарств, чтобы они оставались эффективными как можно дольше. Ключом к этому является снижение глобального бремени устойчивости к антибиотикам за счет уменьшения количества используемых нами лекарств.

Доставка лекарств по-разному

Первая стратегия реагирования на устойчивость к антибиотикам не так проста, как кажется. Хотя существует много потенциальных новых методов лечения, которые могут быть эффективными, у промышленности мало стимулов инвестировать в их развитие.

Может быть, мы могли бы доставить наши лекарства таким образом, чтобы было затруднительно развиваться и распространяться.

Если антибиотик работает хорошо, он используется в течение короткого времени – от нескольких дней до максимум нескольких недель. Коммерческая отдача от препарата, предназначенного для лечения более длительных неинфекционных заболеваний, таких как рак, например, может быть намного выше, потому что препараты используются дольше.

Логика второй стратегии проста. Широкое использование антибиотиков в медицине и сельском хозяйстве означает, что лекарственно-устойчивый вариант бактерии будет обладать сильным избирательным преимуществом и может быстро распространяться. Таким образом, уменьшая использование лекарств, мы уменьшаем давление отбора на резистентность и замедляем скорость, с которой резистентность развивается и распространяется. Просто.

За исключением того, что это не так. Как именно мы должны уменьшить объем употребляемых наркотиков?

Мы не можем просто ввести общий запрет на рецепты и вообще отказаться от наркотиков. Если мой любимый человек болен и есть лекарство, которое может сделать их лучше, я хочу этот препарат.

Но, может быть, мы могли бы доставить наши лекарства таким образом, чтобы было затруднительно развиваться и распространяться? И так продлить количество времени, в течение которого препарат остается эффективным?

Создание наркоманов

Одно из предложений, которое изучала моя исследовательская группа , – это использование убежищ от наркотиков или среды, свободной от наркотиков, для эффективного уменьшения силы отбора на устойчивость.

Если чувствительные к лекарственным средствам варианты микробов имеют преимущество в росте по сравнению с резистентными, когда поблизости нет лекарств, то чувствительные варианты преобладают в убежищах без наркотиков и помогают удерживать устойчивые от захвата популяции.

Лекарственные заповедники можно использовать в больницах. Например, разные приходы могут ограничивать использование определенных наркотиков (создавая форму пространственного святилища) или могут чередовать употребление наркотиков в одном и том же приходе с течением времени (форма временного убежища).

Эволюционные модели могут помочь нам здесь. Изменение во времени похоже на уплату налогов: вы не можете избежать этого. Вариант, который развивается в изменяющейся во времени среде, – это тот, который лучше всего подходит для всех условий.

Изменения в пространстве, с другой стороны, предоставляют больше возможностей, потому что различные места могут действовать как убежища для специализированных вариантов бактерий. Поскольку эти места всегда доступны, специалисты могут сосуществовать бесконечно. По крайней мере, в теории.

Покупая нам время

Похоже, именно это и произошло, когда мы провели эксперимент для проверки теории.

Устойчивость к общепринятому антибиотику ципрофлоксацину потребовалось больше времени для распространения в лабораторных популяциях оппортунистического патогена Pseudomonas aeruginosa – бактерии, вызывающей острые инфекции в больницах, особенно в отделениях интенсивной терапии, и хронические инфекции в легких у пациентов с муковисцидозом – при приеме лекарств. были пережиты в космосе, а не во времени.

В конце концов нам понадобятся новые стрелки в нашем колчане.

Устойчивые и чувствительные генетические варианты фактически сосуществовали в пространственных святилищах из-за компромисса между сопротивлением и скоростью роста.

Устойчивые варианты могли противостоять лекарству, но росли намного медленнее, чем чувствительные в святилище. Результатом было то, что ни один не мог быть устранен естественным отбором.

Что нас удивило, так это то, что со временем этот компромисс сломался.

Устойчивые штаммы фактически приобретали мутации, которые улучшали их способность расти в отсутствие препарата. К концу эксперимента в большинстве популяций в пространственном убежище преобладали устойчивые к антибиотикам штаммы.

Очевидно, что запасы наркотиков в космосе могут позволить нам продолжать употреблять наркотики дольше, но не бесконечно. В конце концов нам понадобятся новые стрелки в нашем колчане.

Задача эволюционной биологии

Наши эксперименты тщательно продуманы и ограничены одним штаммом одного патогена, развивающимся в ответ на одно лекарство в определенных и контролируемых условиях лаборатории.

Будут ли наши выводы верны для других насекомых и других лекарств или для более сложных сетей передачи, характерных для больниц и сообществ, в которые они встроены, еще неизвестно.

Что наша работа позволяет нам делать, так это непосредственно воздействовать на экологические и генетические механизмы, ответственные за возникновение, сосуществование и возможную гибель разнообразия.

Использование этих эволюционных принципов в более сложных реальных ситуациях для максимально долгого управления нашим арсеналом лекарств станет серьезной проблемой для эволюционной биологии в предстоящие годы.

Рис Кассен – профессор эволюционной биологии в Университете Оттавы.

Статья впервые появилась на разговор . Прочитайте это здесь .

Обсуждение

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *