Foreløbig undersøgelse af den antibakterielle effekt af lactobacillus kombineret med meropenem på methicillinresistent Staphylococcus aureus
Sammenlignet med almindelige Staphylococcus aureus har infektioner forårsaget af methicillinresistente Staphylococcus aureus (MRSA) længere hospitalsophold og højere dødelighed. CHINET China Bacterial Resistance Surveillance fra 2020 viste, at detektionsraten for MRSA var relativt høj, 31,0%, blandt Staphylococcus aureus, der var klinisk isoleret fra medicinske institutioner i større regioner i Kina. Vancomycin og daptomycin er de mest almindeligt anvendte antibiotika til behandling af MRSA-infektioner i klinisk praksis, og deres monoterapi er blevet godkendt som monoterapi til MRSA-bakteriæmi. Der er data, der viser, at effektiviteten af behandling i henhold til denne standard er meget begrænset. Alvorlige MRSA-infektioner som MRSA-bakteriæmi og MRSA-infektiøs endokarditis har en høj dødelighed, især MRSA-bakteriæmi, hvis dødelighed er steget år for år og i øjeblikket når 30%. Sammenlignet med betalaktamantibiotika har vancomycin en relativt langsommere bakteriedræbende effekt, dårlig vævspermeabilitet og potentiel toksicitet. Daptomycin har risiko for akut nyreskade, som kan være relateret til behandlingssvigt. Derudover er der i de senere år også fundet stammer af vancomycinresistente Staphylococcus aureus og daptomycinresistente stammer i sengen. Derfor er der et presserende behov for at søge efter og udvikle nye lægemidler og strategier til behandling af MRSA-infektioner.

NIS er et ribosomalt syntetisk peptid, en sekundær metabolit fra bakterier, med bredspektret antibakteriel aktivitet. Det er blevet brugt i vid udstrækning som fødevarekonserveringsmiddel på verdensplan og er blevet rapporteret at have en synergistisk effekt på visse antibiotika. MEM er et nyt β-laktam-antibiotikum med fordele som stabilitet over for β-laktam-enzymer og færre bivirkninger, men det er ikke almindeligt anvendt til behandling af Gram-positive bakterieinfektioner. Denne undersøgelse udforskede foreløbigt den antibakterielle effekt og potentielle mekanisme af NIS kombineret med MEM på MRSA, hvilket giver et forskningsgrundlag for udviklingen af nye antibakterielle behandlingsplaner.

NIS er et bakteriocin, der produceres af slægterne Lactococcus og Streptococcus. Det er en naturlig peptidforbindelse, der effektivt kan hæmme de fleste Gram-positive bakterier, der forårsager madfordærv, især dem, der producerer sporer.

NIS kan danne permeable porer på bakterielle cellemembraner og hæmme syntesen af bakterielle cellevægge. MEM's antibakterielle mekanisme er hovedsageligt at hæmme syntesen af cellevægge og ikke blive hydrolyseret af β-laktaser produceret af bakterier. Denne undersøgelse viser, at NIS udviser antibakteriel aktivitet, når det virker alene på MRSA-isolater og Staphylococcus aureus standardstamme ATCC25923, hvilket er i overensstemmelse med tidligere rapporterede forskningsresultater. Derudover viser denne undersøgelse også den synergistiske hæmmende effekt af NIS og MEM på MRSA-stammer, hvilket kan være relateret til NIS's evne til at forbedre cellemembranens permeabilitet.

Under antiinfektionsbehandling falder koncentrationen af antibiotika i biofilmen på læsionsstedet, efterhånden som den bevæger sig indad. Bakterier, der befinder sig dybt inde i biofilmen, er mere tilbøjelige til at udvikle resistens under stimulering af lave koncentrationer af antibiotika, hvilket kan øge sandsynligheden for resistente stammer. Samtidig gør biofilmens beskyttelse af bakteriecellerne det vanskeligt for antibiotika at trænge ind, og bakterier i en lav metabolisk tilstand er mindre følsomme over for antibiotika. Dette er hovedårsagen til, at kroniske infektionslæsioner er vanskelige at fjerne i klinisk praksis, og at tilstanden er tilbagevendende og vedvarende. Denne undersøgelse viste, at NIS alene kan reducere mængden af biofilm produceret af Staphylococcus aureus, men når MEM kombineres med NIS alene, reduceres mængden af produceret biofilm ikke signifikant sammenlignet med NIS alene. Det kan skyldes, at biofilmdannelse ikke er en tilfældig ophobning af bakterier, og at de forskellige stadier fra planktonisk tilstand til biofilmdannelse påvirkes af ekstracellulære matrixkomponenter, forskellige komplekse og ordnede signalveje og det miljø, de befinder sig i. Ødelæggelsen af MRSA-biofilm er hovedsageligt forårsaget af NIS, mens MEM ikke har en synergistisk effekt.

Denne undersøgelse fandt gennem en infektionsmodel af modelorganismen voksmøl, at kombinationen af NIS og MEM kan forbedre overlevelsesraten for MRSA-inficerede voksmøl betydeligt. Dette foreløbige bevis tyder på, at NIS og MEM har en betydelig hæmmende effekt på MRSA's toksicitet in vivo. I henhold til ovenstående forskning kan det være relateret til reduktion af bakteriel overlevelsesrate ved lægemiddelkombination. Tidligere undersøgelser har vist, at kombinationen af NIS og antibiotika kan reducere produktionen af Staphylococcus aureus enterotoxin (SEC) betydeligt, og stigningen i voksmøllets overlevelsesrate i denne undersøgelse kan også være relateret til dette.

Patologiske og toksikologiske undersøgelser har vist, at NIS er sikkert og ugiftigt for menneskekroppen, og derfor har det stor anvendelsesværdi. Denne undersøgelse viste, at det sammen med MEM har en synergistisk hæmmende effekt på MRSA, og håber at kunne give en reference til forbedring af behandlingsplaner i klinisk praksis.