Vorläufige Studie über die antibakterielle Wirkung von Lactobacillus in Kombination mit Meropenem auf Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus
Im Vergleich zu gewöhnlichem Staphylococcus aureus haben Infektionen, die durch Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus (MRSA) verursacht werden, längere Krankenhausaufenthalte und eine höhere Sterblichkeitsrate. Die CHINET China Bacterial Resistance Surveillance 2020 zeigte, dass die Nachweisrate von MRSA mit 31,0% unter den klinisch isolierten Staphylococcus aureus in medizinischen Einrichtungen in großen Regionen Chinas relativ hoch war. Vancomycin und Daptomycin sind die in der klinischen Praxis am häufigsten verwendeten Antibiotika zur Behandlung von MRSA-Infektionen, und ihre Monotherapie wurde als Monotherapie für MRSA-Bakteriämie zugelassen. Es gibt Daten, die zeigen, dass die Wirksamkeit der Behandlung nach diesem Standard sehr begrenzt ist. Schwere MRSA-Infektionen wie die MRSA-Bakteriämie und die infektiöse MRSA-Endokarditis haben eine hohe Sterblichkeitsrate, insbesondere die MRSA-Bakteriämie, deren Sterblichkeitsrate von Jahr zu Jahr steigt und derzeit 30% erreicht. Im Vergleich zu Betalaktam-Antibiotika hat Vancomycin eine relativ langsame bakterientötende Wirkung, eine schlechte Gewebedurchlässigkeit und eine potenzielle Toxizität. Bei Daptomycin besteht das Risiko einer akuten Nierenschädigung, die mit einem Therapieversagen in Zusammenhang stehen kann. Darüber hinaus wurden in den letzten Jahren vancomycinresistente Stämme von Staphylococcus aureus und daptomycinresistente Stämme auf dem Bett gefunden. Daher müssen dringend neue Medikamente und Strategien zur Behandlung von MRSA-Infektionen gesucht und entwickelt werden.

NIS ist ein ribosomales synthetisches Peptid, ein sekundärer Metabolit von Bakterien, mit einem breiten Spektrum an antibakterieller Aktivität. Es wird weltweit häufig als Lebensmittelkonservierungsmittel verwendet und hat Berichten zufolge eine synergistische Wirkung auf bestimmte Antibiotika. MEM ist ein neuartiges β-Lactam-Antibiotikum mit Vorteilen wie Stabilität gegenüber β-Lactam-Enzymen und weniger unerwünschten Wirkungen, aber es wird nicht allgemein zur Behandlung von Gram-positiven bakteriellen Infektionen verwendet. Diese Studie untersuchte vorläufig die antibakterielle Wirkung und den potenziellen Mechanismus von NIS in Kombination mit MEM auf MRSA und bietet eine Forschungsgrundlage für die Entwicklung neuer antibakterieller Behandlungspläne.

NIS ist ein Bakteriocin, das von den Gattungen Lactococcus und Streptococcus produziert wird. Es ist eine natürliche Peptidverbindung, die die meisten Gram-positiven Bakterien, die den Verderb von Lebensmitteln verursachen, wirksam hemmen kann, insbesondere solche, die Sporen produzieren.

NIS können durchlässige Poren auf bakteriellen Zellmembranen bilden und die Synthese von bakteriellen Zellwänden hemmen. Der antibakterielle Mechanismus von MEM besteht hauptsächlich darin, die Synthese von Zellwänden zu hemmen und nicht durch von Bakterien produzierte β-Laktasen hydrolysiert zu werden. Diese Studie zeigt, dass NIS eine antibakterielle Aktivität aufweist, wenn es allein auf MRSA-Isolate und den Staphylococcus aureus-Standardstamm ATCC25923 einwirkt, was mit früheren Forschungsergebnissen übereinstimmt. Darüber hinaus zeigt diese Studie auch die synergistische hemmende Wirkung von NIS und MEM auf MRSA-Stämme, die möglicherweise mit der Fähigkeit von NIS zusammenhängt, die Durchlässigkeit der Zellmembran zu verbessern.

Während der Antiinfektionsbehandlung nimmt die Konzentration von Antibiotika im Biofilm der Läsionsstelle ab, je weiter er nach innen wandert. Bakterien, die sich tief im Biofilm befinden, entwickeln unter der Stimulation durch niedrige Antibiotikakonzentrationen eher eine Resistenz, was die Wahrscheinlichkeit resistenter Stämme erhöhen kann. Gleichzeitig erschwert der Schutz des Biofilms auf den Bakterienzellen das Eindringen von Antibiotika, und Bakterien in einem niedrigen Stoffwechselzustand sind weniger empfindlich gegenüber Antibiotika. Dies ist der Hauptgrund dafür, dass chronische Infektionsläsionen in der klinischen Praxis nur schwer zu beseitigen sind und die Erkrankung immer wieder auftritt und andauert. In dieser Studie wurde festgestellt, dass NIS allein die Menge des von Staphylococcus aureus produzierten Biofilms reduzieren kann, während bei einer Kombination von MEM mit NIS allein die Menge des produzierten Biofilms im Vergleich zu NIS allein nicht signifikant reduziert wird. Dies könnte darauf zurückzuführen sein, dass die Biofilmbildung keine zufällige Ansammlung von Bakterien ist und die verschiedenen Stadien vom planktonischen Zustand bis zur Biofilmbildung von Komponenten der extrazellulären Matrix, verschiedenen komplexen und geordneten Signalwegen und der Umgebung, in der sie sich befinden, beeinflusst werden. Die Zerstörung des MRSA-Biofilms wird hauptsächlich durch NIS verursacht, während MEM keine synergistische Wirkung hat.

In dieser Studie wurde anhand eines Infektionsmodells des Modellorganismus, der Wachsmotte, festgestellt, dass die Kombination von NIS und MEM die Überlebensrate von mit MRSA infizierten Wachsmotten erheblich verbessern kann. Dieser vorläufige Nachweis deutet darauf hin, dass NIS und MEM eine signifikante hemmende Wirkung auf die Toxizität von MRSA in vivo haben. Nach den obigen Untersuchungen könnte dies mit der Verringerung der bakteriellen Überlebensrate durch die Wirkstoffkombination zusammenhängen. Frühere Studien haben ergeben, dass die Kombination von NIS und Antibiotika die Produktion von Staphylococcus aureus Enterotoxin (SEC) erheblich reduzieren kann, und die Erhöhung der Überlebensrate von Wachsmotten in dieser Studie könnte auch damit zusammenhängen.

Pathologische und toxikologische Studien haben gezeigt, dass NIS sicher und ungiftig für den menschlichen Körper ist und daher einen hohen Anwendungswert hat. In dieser Studie wurde festgestellt, dass die gleichzeitige Verwendung von NIS und MEM eine synergistische hemmende Wirkung auf MRSA hat, und man hofft, damit Hinweise zur Verbesserung der Behandlungspläne in der klinischen Praxis zu erhalten.