Устойчивость к противогрибковым препаратам
Дрожжи Candidozyma auris устойчивы к большинству противогрибковых препаратов и распространяются по всему миру, вызывая вспышки заболеваний в больницах США. Центры по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) классифицируют этот вид как угрозу неотложного характера.
Для разработки новых методов лечения исследователи из Университета Карнеги-Меллона разрабатывают новый способ борьбы с лекарственной устойчивостью.
Методы борьбы с инфекциями C. auris
В настоящее время существует несколько методов контроля инфекций, вызванных C. auris, которые распространяются при контакте. Большинство инфекций начинаются на коже и могут проникнуть в кровоток, если их не лечить. Уровень смертности высок для людей с ослабленным иммунитетом.
В журнале Chemical Engineering Journal Тагбо Ниепа, Камила Куэ Ройо и их коллеги демонстрируют потенциал электрохимической терапии для лечения C. auris как отдельно, так и в сочетании с доступными противогрибковыми препаратами.
Электрохимическая терапия
«Мы пытаемся максимизировать действие препаратов, которые уже доступны, но не работают», — говорит Куэ Ройо, доктор философии в области химического машиностроения.
Электрохимическая терапия обеспечивает низкую дозу электрического тока. «Ток ниже нашего уровня восприятия, поэтому мы даже не почувствовали бы его на коже», — говорит Ниепа, доцент кафедры химического и биомедицинского машиностроения.
Технология показала многообещающие результаты в уничтожении бактерий и других видов дрожжей. Исследование Ниепы и Куэ Ройо — первое, в котором описывается её воздействие на C. auris.
Учёные оценили жизнеспособность клеток и метаболические функции при трёх различных уровнях электрического тока. Их результаты показывают, что C. auris реагирует в зависимости от дозы. Лечение с помощью электрохимической терапии становится более эффективным по мере увеличения уровня тока.
Более высокие уровни тока оказывают большее влияние на форму клеток, структуру и другие показатели здоровья. В ответ на электрохимический стресс клетки C. auris становятся гиперактивными. В них начинает накапливаться токсичный материал, и они активируют свои внутренние механизмы, чтобы попытаться очистить его. Не в силах оправиться от стресса, клетки в конечном итоге погибают. Более высокие уровни тока убивают больше клеток.
При более низких уровнях электрохимическая терапия повреждает клеточные мембраны, но не убивает C. auris. Когда Ниепа и Куэ Ройо протестировали низкий уровень электрического тока в сочетании с распространённым классом противогрибковых препаратов, они обнаружили, что эти два метода лечения, которые неэффективны по отдельности, могут быть эффективны в сочетании.
Противогрибковый препарат каспофунгин может нарушить способность C. auris к репликации, но он действует только на метаболически активные клетки.
«Благодаря своей врождённой способности клетки C. auris обычно остаются в состоянии покоя, когда они подвергаются воздействию лекарств в биологической среде. Во время этого покоя препарат не действует», — говорит Ниепа.
Перед применением электрохимической терапии Ниепа и Куэ Ройо наблюдали накопление молекул противогрибкового препарата на клеточных стенках C. auris. Здоровые клетки могут контролировать свою проницаемость и не позволяют препарату диффундировать внутрь. После повреждения клеточных стенок с помощью низкого уровня электрического тока Ниепа и Куэ Ройо наблюдали молекулы препарата внутри клеток.
Для противогрибковых препаратов, которые в настоящее время неэффективны, введение их с помощью низкой дозы электрохимической терапии может повысить их эффективность. Этот метод лечения также имеет значение для разработки новых препаратов.
«Если мы сможем усилить действие препарата, мы сможем использовать более низкую дозу и минимизировать вероятность развития резистентности», — говорит Куэ Ройо.
Ниепа подробно изучил механизмы работы электрохимической терапии. «У нас есть лучшее понимание нашего следующего шага к применению, потому что мы точно знаем, что здесь происходит», — говорит он. Вместе с Куэ Ройо и другими сотрудниками он разрабатывает электрохимический пластырь, который можно будет наносить на кожу для лечения C. auris и других инфекций.
Предоставлено:
[Университет Карнеги-Меллона, химическое машиностроение](https://phys.org/partners/carnegie-mellon-university-chemical-engineering/)