Antibiotika-Cocktails Könnten Resistente Insekten Bekämpfen - Aber Es Ist Knifflig

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Antibiotika-cocktails können aufgrund komplexer wechselwirkungen vielversprechend oder enttäuschend sein

Ein Antibiotika-Cocktail könnte mehr sein als die Summe seiner Bestandteile im Kampf gegen arzneimittelresistente Bakterien. Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass das Mischen von drei bis fünf Antibiotika die Wirksamkeit steigern kann… manchmal.

Mehr als 8.000 Kombinationen von vier und fünf Medikamenten, die in der neuen Studie getestet wurden, waren zusammen wirksamer, als dies aufgrund ihrer individuellen Aktionen allein zu erwarten gewesen wäre. "Antagonistische Interaktionen" - was bedeutet, dass die kombinierten Medikamente weniger wirksam waren als erwartet - wurden jedoch immer häufiger, wenn die Anzahl der kombinierten Medikamente zunahm.

Die Untersuchung, wie sich nur zwei Medikamente miteinander kombinieren lassen, ist "sehr kompliziert", so Pamela Yeh, Professorin für Ökologie und Evolutionsbiologie an der University of California in Los Angeles (UCLA). und ein Co-Autor der Studie. [6 Superbugs aufpassen]

Die neue Forschung zeigt, dass Wechselwirkungen mit drei, vier oder fünf Medikamenten wichtiger sind als bisher angenommen, sagte Yeh.

Superbugs schlagen

Es ist jedoch unklar, ob Cocktails mit mehreren Medikamenten eine echte Lösung für Infektionen sein können, die sich der traditionellen Antibiotika-Behandlung widersetzen. Die Forschung untersuchte die Antibiotika nur in Laborschüsseln, und es wurden keine wichtigen medizinischen Fragen gestellt, wie sich Nebenwirkungen von Medikamenten je nach Anzahl der verwendeten Antibiotika ändern könnten.

Das Ziel bestand vielmehr darin, Bakterien und Antibiotika als winziges, kontrolliertes Ökosystem zu verwenden, um zu untersuchen, wie Stressoren zusammenwirken, sagte Van Savage, Mitautor der Studie. Er ist Professor für Ökologie und Evolutionsbiologie an der UCLA. In einem realen Ökosystem können Stressoren eine Kombination aus Faktoren wie Niederschlag, Temperaturänderungen, invasiven Arten und mehr sein. In Kombination könnte jeder dieser Faktoren die anderen beeinflussen, und die Interaktionen sind nicht immer intuitiv, sagte Savage gegenüber WordsSideKick.com.

"Es ist leicht, die Dinge auseinanderzunehmen und zu studieren", sagte Savage. "Das ist sinnvoll, aber wenn man sie zusammenfügt, muss man sicherstellen, dass man sie wieder richtig zusammenfügt."

Die Forscher testeten acht Antibiotika: Ampicillin, Cefoxitin-Natriumsalz, Ciprofloxacin-Hydrochlorid, Doxycyclinhydrat, Erythromycin, Fusidinsäure-Natriumsalz, Streptomycin und Trimethoprim. Diese wurden ausgewählt, weil sie alle unterschiedliche Arten haben, Bakterien anzugreifen. Alle Kombinationen mit zwei, drei, vier und fünf Medikamenten wurden mit gemischt E. colibacteria in Laborschalen in verschiedenen Dosierungen, so dass insgesamt 18.278 separate Experimente durchgeführt wurden.

Die Forscher verwendeten die Wachstumsraten der Bakterien, um die Wirksamkeit der Kombinationen abzuschätzen. Wenn zwei oder mehr Antibiotika nicht miteinander wechselwirken, wäre der Einfluss auf die Bakterienwachstumsrate der gleiche wie die Multiplikation der Wirkungen jedes Antibiotikums miteinander; Zum Beispiel würden zwei Antibiotika doppelt so effektiv wirken wie ein Antibiotikum und drei Antibiotika dreimal so effektiv wie eines. Wenn die Antibiotika synergistisch zusammenarbeiten, wäre die Auswirkung auf die Wachstumsrate größer als dieser Basiswert. Wenn sie antagonistisch gegeneinander arbeiten würden, wären die Auswirkungen geringer.

In 1.676 Fällen von vier Arzneimitteln und 6.443 Fällen mit fünf Arzneimitteln erwiesen sich die Antibiotika als synergistisch. Die Medikamente töteten Bakterien effektiver als es erwartet worden wäre, wenn sie einfach nebeneinander gearbeitet hätten und nicht miteinander interagieren würden.

Komplexe Wechselwirkungen

Die Forscher hatten erwartet, dass je mehr Medikamente in die Mischung einfließen, desto weniger Wechselwirkungen würden durch die Add-On-Wechselwirkungen von Bedeutung sein, so Savage. Im Wesentlichen erwarteten sie, dass die ersten paar Medikamente, die miteinander interagieren, die wichtigsten wären. Aber das haben sie nicht gesehen.

"Wenn Sie drei, vier oder fünf Drogen betrachten, passieren andere Dinge, die anders sind, als Sie erwarten würden, je nachdem, was Sie paarweise sehen", sagte Savage.

Aber mehr Antibiotika waren nicht immer besser, obwohl sie die Bakterien auf verschiedene Weise angegriffen haben. Als die Anzahl der Medikamente zunahm, sagte Yeh, nahmen auch die antagonistischen Wechselwirkungen zu. Infolgedessen waren einige der Wirkstoffkombinationen schlechter, als dies aufgrund der einzelnen Arzneimittel allein zu erwarten gewesen wäre.

Bakterienresistenz ist ein wichtiges reales Problem, so Yeh, die Forscher hoffen, dass ihre Arbeit Auswirkungen auf die zukünftige medizinische Forschung haben wird. Bakterien entwickeln Abwehrkräfte, wenn sie Antibiotika ausgesetzt werden. Die schwächsten Sorten werden abgetötet, während resistente Sorten gedeihen.

Aufgrund dieses Phänomens listet das Zentrum für die Kontrolle und Verhütung von Krankheiten drei arzneimittelresistente Bakterienstämme auf, die eine dringende Gefahr für die menschliche Gesundheit darstellen: Clostridium difficile, die tödliche Darmentzündung verursachen können; Carbapenem-resistent Enterobacteriaceae, die in erster Linie Krankenhauspatienten und Pflegeheimbewohner infiziert; und medikamentenresistent Neisseria gonorrhoeae, eine sexuell übertragene Infektion. Ein weiteres Dutzend antibiotikaresistenter Bugs gilt laut CDC als ernsthafte Bedrohung.

Die Ergebnisse der neuen Studie sind wichtig, weil sie zeigen, dass die Wirkung des Mischens von Antibiotika nicht immer intuitiv ist, sagten die Forscher. Kombinationen von Medikamenten sind möglicherweise weniger wirksam als nur eine, oder sie übertreffen die Erwartungen, je nachdem, was erwartet wird, wenn man die jeweiligen Wirkungen addiert.

"Wir müssen an jedem Punkt, an dem Sie mit mehreren Stressoren zu tun haben, sehr vorsichtig sein, denn sie interagieren miteinander und sie interagieren nicht genau so, wie wir es erwarten würden", sagte Yeh.

Die Ergebnisse wurden am 3. September in der Zeitschrift npj Systems Biology and Applications veröffentlicht.

Ursprünglich veröffentlicht am Live-Wissenschaft.


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