Wetenschap
Een ingekleurde scanning-elektronenmicrofoto van MRSA. Krediet:Nationaal Instituut voor Allergie en Infectieziekten
Een groeiend aantal ziekteverwekkers ontwikkelt resistentie tegen een of meer antibiotica, een bedreiging vormen voor ons vermogen om infectieziekten te behandelen. Volgens een studie gepubliceerd op 20 juni in Biofysisch tijdschrift , een eenvoudige nieuwe methode voor het meten van de tijd die nodig is om een bacteriepopulatie te doden, zou het vermogen van clinici kunnen verbeteren om antimicrobiële tolerante stammen die op weg zijn om resistent te worden, effectief te behandelen.
"Deze bevindingen maken het meten van tolerantie mogelijk, die voorheen grotendeels over het hoofd werd gezien in de klinische setting, ", zegt senior studie auteur Nathalie Balaban van de Hebreeuwse Universiteit van Jeruzalem. "Het routinematig meten van tolerantie zou waardevolle informatie kunnen opleveren over de duur van antibioticabehandelingen, verkleint de kans op zowel onder- als overbehandeling. Verder, gegevens die op basis van dergelijke metingen zijn verzameld, kunnen een schatting geven van hoe wijdverbreid het fenomeen tolerantie werkelijk is, dat is momenteel een volledig onbekende."
Volgens de Wereldgezondheidsorganisatie, antibioticaresistentie is een van de grootste bedreigingen voor de wereldwijde gezondheid en brengt de verworvenheden van de moderne geneeskunde in gevaar. Door selectiedruk, pathogenen krijgen resistentie door mutaties die het antibioticum minder effectief maken, bijvoorbeeld, door te interfereren met het vermogen van een medicijn om aan zijn doelwit te binden. Momenteel, clinici bepalen welk antibioticum en welke dosis ze moeten voorschrijven door resistentieniveaus te beoordelen met behulp van een routinemaat die minimale remmende concentratie (MIC) wordt genoemd - de minimale medicijnconcentratie die nodig is om bacteriegroei te voorkomen.
Hoewel resistente stammen blijven groeien ondanks blootstelling aan hoge geneesmiddelconcentraties, tolerante stammen kunnen lange tijd dodelijke concentraties van een antibioticum overleven voordat ze bezwijken voor de effecten ervan. Tolerantie wordt vaak geassocieerd met falen van de behandeling en terugval, en het wordt beschouwd als een opstap naar de evolutie van antibioticaresistentie. Maar in tegenstelling tot weerstand, tolerantie wordt slecht begrepen en wordt momenteel niet geëvalueerd in zorginstellingen.
"Het ontbreken van een kwantitatieve maat betekent dat dit aspect van de behandeling grotendeels afhankelijk is van de ervaring van de individuele arts of de gemeenschap, " zegt eerste auteur Asher Brauner, een promovendus in het lab van Balaban. "Dit kan ertoe leiden dat de behandeling ofwel te kort is, verhoging van het risico op terugval en ontwikkeling van resistentie, of veel te lang, onnodig bijwerkingen veroorzaken, vrijkomen van antibioticaafval in het milieu, en bijkomende kosten."
Om dit probleem aan te pakken, Balaban en haar team ontwikkelden een tolerantiemaatstaf, de minimale duur voor het doden van 99% van de bevolking (MDK99). Het protocol, die handmatig of met behulp van een geautomatiseerd robotsysteem kan worden uitgevoerd, omvat het blootstellen van populaties van ongeveer 100 bacteriën in afzonderlijke microwellplaten aan verschillende concentraties antibiotica gedurende verschillende tijdsperioden, bij het bepalen van de aanwezigheid of het gebrek aan overlevenden.
De onderzoekers pasten MDK99 toe op zes Escherichia coli stammen, die tolerantieniveaus vertoonden variërend van 2 tot 23 uur onder behandeling met ampicilline. MDK99 maakt ook metingen mogelijk van een speciaal geval van tolerantie dat bekend staat als tijdsafhankelijke persistentie - de aanwezigheid van tijdelijk slapende subpopulaties van bacteriën die langzamer worden gedood dan de meerderheid van de snelgroeiende populatie. Net als andere vormen van tolerantie, tijdsafhankelijke persistentie kan leiden tot terugkerende infecties omdat de weinige overlevende bacteriën snel kunnen groeien om de hele populatie aan te vullen zodra de antibioticabehandeling stopt.
"Een boodschap om mee naar huis te nemen is dat het belangrijk is om een antibioticakuur af te ronden zoals voorgeschreven, zelfs na het verdwijnen van de symptomen, Balaban zegt. "Gedeeltelijke behandeling geeft tolerantie en persistentie mutaties een selectief voordeel, en deze, beurtelings, de ontwikkeling van resistentie versnellen."
In toekomstige studies, Balaban en haar team zullen MDK99 gebruiken om de evolutie van tolerantie bij patiënten te bestuderen. Bovendien, het vermogen om systematisch het tolerantieniveau van stammen in het laboratorium te bepalen, zou onderzoek in het veld kunnen vergemakkelijken. "Als het wordt geïmplementeerd in klinische microbiologische laboratoria in ziekenhuizen, MDK99 zou de efficiënte classificatie van bacteriestammen als tolerant, resistent, of volhardend, helpen bij het begeleiden van behandelbeslissingen, " zegt Balaban. "Uiteindelijk, het begrijpen van tolerantie en het vinden van een manier om het te bestrijden, zou het steeds groter wordende risico op resistentie aanzienlijk kunnen verminderen."
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com