Разработана новая модель для исследования стафилококковой инфекции костей
Остеомиелит — это инфекция костей, наиболее часто возникающая из-за заражения золотистым стафилококком (Staphylococcus aureus), которую особенно сложно излечить.
Микробиолог из Университета Вандербильт Эрик Скаар, доктор наук, магистр общественного здравоохранения, и его коллеги идентифицировали новое соединение уничтожающее стафилококк, которое может быть эффективным средством для лечения остеомиелита. Они разработали новую модель мыши, которая будет полезной для тестирования данного соединения и для разработки дополнительных терапевтических стратегий.
Джеймс Кассат, доктор наук, сотрудник отделения детских инфекционных болезней, заинтересованный в усовершенствовании метода лечения детских костных инфекций, провел исследование на моделях мышей. Работая с коллегами из Центра структурной биологии Вандербильта и Института визуальных наук Университета Вандербильта, Кассат разработал технологию микро-компьютерной томографии (микро-КТ) для визуализации хирургических костных инфекций.
«При помощи микро-КТ можно получить изображение повреждения кости с высоким разрешением», — сказал профессор патологии Скаар, — «Мы обнаружили, что стафилококк не только разрушает кости, но также стимулирует рост новых костей».
Кассат разработал метод восстановления и подсчета бактерий в зараженной кости. «Нам не известно о каких-либо других моделях, позволяющих извлечь бактерии из кости и эффективно подсчитать их», — сказал Скаар, — «С терапевтической точки зрения, мы полагаем, что эта модель позволит исследователям тестировать эффективность новых соединения против костных инфекций, вызванных стафилококком или любыми другими бактериями, вызывающими остеомиелит».
Некоторые фармацевтические компании уже обратились к Скаару и его команде с вопросом о тестировании соединений на новой модели, которая была описана в номере Cell Host & Microbe, вышедшем 12 июня.
С помощью модели, команда продемонстрировала, что определенный белок играет важную роль в патогенезе остеомиелита. «Выявление определенных бактериальных факторов и сигналов костных клеток, способствующих разрушению и формированию костей, понимание, поможет разработке новых стратегий восстановления костного баланса», — сказал Скаар.
«Даже если не возможно убить бактерии, соединения, которые манипулируют ростом костей или их разрушением, возможно, смогут оказывать определенный терапевтический эффект», — сказал он. Тем не менее, Скаар заинтересован в разработке лечения, которое позволит устранить инфекцию.
Бактерии стафилококка, участвующие в развитии остеомиелита и других стойких инфекций (таких как легочные инфекций у больных муковисцидозом), это подкласс стафилококков, известный как «малые варианты колонии».
«Эти варианты стафилококка растут медленно и устойчивы к целому классу антибиотиков, используемых для лечения костных и легочных инфекций», — сказал Скаар.
Способ, который помогает бактериям стафилококка формировать малые колоны, устойчивые к антибиотикам, заключается в изменении метода генерации энергии. Вместо того чтобы использовать дыхание, они переключаются на ферментацию, которая блокирует внедрение антибиотиков и замедляет рост бактерий.
С помощью скрининга высокой пропускной способности, соединения смогли активировать гемчувствительные бактериальные пути, и аспирант Лаура Майк определила соединение, которое убивает ферментирующий стафилококк. Результаты исследования опубликованы в номере the Proceedings of the National Academy of Sciences.
«Это совершенно новая молекулярная активность», — сказал Скаар, — «Нам не известны другие молекулы, которые являются токсичными для ферментирующих бактерий».
Соединение и производные синтезированные доктором наук Гари Суликовски и его командой могут быть полезными для лечения и профилактики малых колоний стафилококка.
При культивировании исследователи продемонстрировали, что лечение стафилококка антибиотиком Гентамицин заставило бактерии ферментировать и стать малыми вариантами колоний, а сопутствующее лечение новым соединением предотвращало их устойчивость к антибиотику и убивало все бактерии.
«Мы полагаем, что терапевтическая стратегия данного соединения заключается в том, что оно может увеличить антимикробную активность существующих классов антибиотиков, предотвращая устойчивость бактерий, и продлевая срок действия многих антибиотиков», — сказал Скаар.
Новое соединение похоже на препарат Аугментин, который сочетает в себе традиционные антибиотики пенициллинового типа и соединение, блокирующее бактериальную резистентность.
Исследователи рады, что соединения теперь можно тестировать на новой модели мыши. Во-первых, они смогут применять для лечения Гентамицин и проверят, образует ли стафилококк малые варианты колоний. И если это так, то исследователи будут совместно вводить новое соединение для проверки, сможет ли оно устранить резистентность, а также смогут оценить его эффективность в качестве монопрепарата для лечения хронической инфекции.
Скаар подчеркнул, что данное исследование удалось провести благодаря совместным усилиям Университета Вандербильта. Даниэль Перриен и Флоран Елефтериу, доктора наук из Центра стурктурной биологии Вандербильта и их коллеги из Института визуальных наук Университета Вандербильта внесли свой решающий вклад в развитие модели для изучения костных инфекций, а Суликовски и другие его коллеги из Института химической биологии Вандербильта разработали соединение.
«Институт химической биологии Вандербильта продвигает стратегию сотрудничества биологов и химиков для создания новых методов терапии остеомиелита», — сказал Скаар.
Источник: www.sciencedaily.com
- В мире выросла заболеваемость от кори
- Какая связь между ацетаминофеном и почками?
- Как лечится ночное недержание мочи?
- Какие побочные эффекты имеет инсулин?
- Как лечить перитонит?
- Что такое почечный стент?
- Какая взаимосвязь между соей и эстрогеном?
- Насколько эффективен напроксен при лечении головной боли?
- Отказ от курения способен улучшить психическое здоровье
- Как лечить воспалившийся палец?
- «Часы» в желудке говорят нам, сколько мы должны есть
- Неполное расщепление белков некоторых бактерий
- Распространенный вирус герпеса может провоцировать развитие рака
- Противовоспалительные препараты на основе некроптоза
- Новое исследование показало, что моногамия оберегает людей от риска детоубийства
- Предотвращение отторжения трансплантатов легких
- Исследование нарколепсии показало увеличение количества нейронов, продуцирующих гистамин
- Обнаружен ключ к развитию периферической нервной системы
