Medical illustration of multidrug-resistant Pseudomonas aeruginosa from CDC’s 2019 AR Threats Report. P. infecțiile cu aeruginosa pot fi deosebit de periculoase pentru pacienții cu boli pulmonare cronice.
postat pe: septembrie 2019
scris de: Conan Y. Zhao, cantitative BioSciences absolvent student, Georgia Tech și Sam P. Brown, PhD, profesor asociat, Georgia Tech, și Alison Laufer Halpin, PhD, director asociat, Biroul de inovare științifică și Integrare, CDC
furnizorii de asistență medicală se pot confrunta cu două crize în creștere care afectează capacitatea lor de a trata infecțiile bacteriene: rezistența la antibiotice și infecțiile cronice (de lungă durată).o combinație dificilă pentru furnizorii de servicii medicale și pacienți sunt infecțiile cronice cauzate de germeni rezistenți la antibiotice.
printr-un proiect cu CDC, Laboratorul Brown de la Georgia Tech a dezvoltat noi abordări pentru a studia microbiomii pulmonari ai pacienților cu fibroză chistică (CF), care au adesea infecții cronice. Această lucrare va ajuta la îmbunătățirea tratamentelor pentru acești pacienți.
infecțiile cronice sunt boli persistente care trebuie tratate mult timp înainte ca infecția să se limpezească.
pacienții cu fibroză chistică (FC) prezintă un risc deosebit de infecții cronice. Una dintre trăsăturile CF este acumularea unui strat gros de mucus care acoperă interiorul plămânilor, numit spută. Multe tipuri de comensale (care nu provoacă boli) și bacterii dăunătoare pot supraviețui în acest mediu, punând continuu pacienții cu CF în pericol de infecții pulmonare. Din cauza acestor infecții, pacienții cu CF sunt expuși la mai multe antibiotice.
evaluarea microbiomului pulmonar
microbiomul este o comunitate de germeni naturali. Antibioticele pot perturba (dezechilibra) microbiomii prin schimbarea compoziției naturale a bacteriilor comensale și dăunătoare. Cu un microbiom perturbat, bacteriile rezistente la boli rezistente la antibiotice pot prelua și provoca infecții.
o serie de studii au găsit legături între structura microbiomului plămânului și funcția plămânului (adică cât de bine funcționează plămânii). De exemplu, prezența germenilor patogeni (cauzatori de boli) este asociată cu o sănătate mai slabă.
aceste studii indică rolul central pe care germenii nepatogeni (care nu cauzează boli) îl pot avea pentru a ajuta la menținerea funcției pulmonare. Cu toate acestea, ei nu au răspuns încă dacă acești germeni—în mare parte germeni orali comensali în gură, nas sau gât—sunt indicatori ai unei sănătăți mai bune sau ajută activ la menținerea germenilor patogeni în ecosistemul microbiomului pulmonar.
pentru a aborda această întrebare cheie, Laboratorul Brown a construit un model experimental icoană externă a microbiomului infecției pulmonare CF. O rețetă „spută sintetică” imită sputa Găsită în plămânii pacienților cu CF. Laboratorul adaugă combinații definite de până la 12 specii bacteriene la model.
împreună, aceste 12 specii bacteriene reprezintă mai mult de 90% din comunitatea bacteriană din plămânii persoanelor cu CF. Jumătate dintre acești germeni sunt germeni patogeni comuni (cauzatori de boli) (de exemplu, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa). Restul bacteriilor sunt în mare parte germeni orali nepatogeni care se găsesc adesea în plămânii persoanelor cu CF.
rezultatele modelului susțin ideea că germenii orali specifici sunt capabili să încetinească creșterea germenilor cauzatori de boli în plămânul CF. Cu toate acestea, atunci când adăugăm antibiotice care sunt utilizate în mod obișnuit pentru a trata pacienții cu CF, acești germeni orali „protectori” sunt șterși rapid. Acest lucru permite germenilor existenți, cauzatori de boli, care sunt rezistenți la antibiotice, să crească, să preia și să provoace boli.
personalizarea tratamentelor
îmbunătățirea prescrierii și utilizării antibioticelor este esențială pentru tratarea eficientă a infecțiilor, protejarea pacienților de daunele cauzate de utilizarea inutilă a antibioticelor și combaterea rezistenței la antibiotice.folosind date microbiome și modele matematice ale microbiomului pulmonar CF, Laboratorul Brown învață mai multe despre modul în care fiecare specie bacteriană se afectează reciproc și capacitatea lor de a rezista la antibiotice. Înarmat cu aceste informații, Laboratorul face predicții și le testează cu scopul de a îmbunătăți selecția și tratamentele cu antibiotice.
de acolo, Laboratorul poate dezvolta noi strategii de tratament personalizate care combină antibiotice și, potențial, probiotice (bacterii vii care nu cauzează boli, care sunt în general recunoscute ca fiind sigure), care sunt adaptate la profilul infecției și microbiomului individului.
