Forskare har rapporterat ett nytt sätt att behandla urinvägsinfektioner (UTI) hos möss utan att använda antibiotika
A urinvägsinfektion (UTI) is an infection in any part of the urinary system – njurar, ureters, bladders or urethra. Most of such infections attack and affect the lower urinary tract, which is the bladder and urethra. UTIs are caused by microorganisms, generally bacteria which live in the gut and then spread to the urinary tract. It is the most common and recurring type of bacterial infection and a person of any age or gender can develop UTI. It is estimated that close to 100 million people acquire UTI every year and almost 80 percent of UTIs are caused by the bakterie Escherichia coli (E. Coli). Dessa bakterier lever ofarligt i tarmen men kan spridas till urinvägarnas öppning och upp till urinblåsan, där de kan orsaka problem. UVI är återkommande till sin natur eftersom bakteriepopulationer från tarmen kontinuerligt fyller urinvägarna med sjukdomsframkallande bakterier. Symtomen inkluderar smärtsam och brännande känsla vid urinering och dessa bakterier kan också resa till njuren och orsaka smärta och feber och de kan till och med nå blodomloppet. Sådana bakteriella infektioner behandlas med hjälp av orala läkemedel som kallas antibiotika. Tyvärr har läkarna slut på orala antibiotika för att behandla sådana infektioner främst på grund av att bakterierna som orsakar dem blir mer och mer resistenta mot dessa antibiotika för varje dag som går och därför fungerar majoriteten av de antibiotika som finns på apoteket idag inte längre. Antibiotikum Resistens ökar globalt och ett exempel som tydligt visar var vi har misslyckats är ökningen av resistenta stammar av bakterien E. Coli eftersom den är ansvarig för att orsaka de flesta UVI. I sådana fall när infektionen uppstår behandlas den med antibiotika i första hand, men när den inträffar om och om igen svarar 10 till 20 procent av fallen inte på det antibiotikum som tidigare använts. För att behandla återkommande urinvägsinfektioner har läkare inget annat val än att antingen ordinera äldre, mindre effektiva antibiotika eller så måste de injicera medicinen i blodet eftersom oral dos som tas via munnen inte längre fungerar.
Alternativt läkemedel för UVI
A ny study conducted by researchers at Washington University School of Medicine in St. Louis, USA, shows a new way to treat UTIs without using antibiotics. The main goal is to block bacteria from adhering or attaching to the urinary tracts and thus treating the infektion making this approach a completely novel way to tackle the problem of UTIs and antibiotic resistance as well by providing an alternative to our dependency on antibiotics. When causing a UTI, bacteria E coli.first latches onto the sugars on the surface of the urinary bladder using long, hair like structures called pili. These pili are like a ‘Velcro’ which allow bacteria to stick to the tissues and thus thrive and cause infection. The bakterie pili are therefore very important and the sugar to which they connect to are of various kinds, though E coli. is seen to favour a particular sugar called mannose. Researchers created a chemically modified version of mannose, called mannoside and when they released these mannosides, the bacteria via the pili grabbed hold of mannosides molecules instead and hence they were swept away as these mannosides were free flowing molecules, finally getting flushed away with urine. The sugar galactose attaches to adhesive proteins at the end of the bacteria’s pili. Similarly, researchers made galactoside against this galactose and after pitting galactoside against galactose, the bacteria latched on to galactoside instead of urinary tract-anchored galactose. The bakterie got tricked! To test the significance of galactoside, once E coli. injicerades i möss, galaktosid eller placebo injicerades. Man såg att antalet bakterier i urinblåsan och njuren minskade avsevärt. Båda dessa behandlingar tillsammans var mest effektfulla, med bakterier i urinblåsan minskade många gånger och i njurarna var de nästan utrotade.
Dessa två olika inhibitorer har en synergistisk terapeutisk effekt eftersom båda dessa processer är involverade i bindningsprocessen under infektionen. Bakteriepili som fäster på mannos spelar en viktig roll i urinblåsan, medan galaktosfästpili är viktigare i njurar. Att inte låta bakterierna som fastnar på dessa sockerarter kan hjälpa till att bekämpa infektioner i urinblåsan och njurarna. Denna studie, publicerad i Proceedings av National Academy of Science i USA är uppmuntrande och föreslår en ny "lockar"-molekylmetod för att lura bakterier och spola ut dem ur systemet. Pilus som har använts som mål i denna studie finns i de flesta stammar av E coli.och i andra bakterier också. Teoretiskt sett kan mannosidebehandling spola bort många andra bakterier, precis som en antikropp dödar extra bakterier tillsammans med målet. Men detta kan orsaka obalans och leda till tillväxt av skadliga bakterier och förstörelse av goda bakterier. För att förstå händelserna mätte forskare sammansättningen av tarmmikrobiom efter denna mannosidebehandling. Det hade minimal effekt på andra tarmbakterier som inte var ansvariga för UVI. Detta står i skarp kontrast till de massiva förändringarna i överflöd av många mikrobiella arter som ses efter behandling av en bakterieinfektion med antibiotika.
Mycket hoppfull inför framtiden
Även om bakteriestammen inte helt eliminerades, är resultaten ändå lovande. Eftersom bakterierna inte kan stanna i kroppen är det mindre troligt att de driver resistens eftersom läkemedlet, till skillnad från antibiotika, inte skulle tvinga bakterier att dö eller utveckla resistens för att överleva. Det slutliga målet är att hantera och förebygga det vanliga problemet med återkommande urinvägsinfektioner genom att tillhandahålla ett alternativ till antibiotika. Detta antar hög relevans på grund av den världsomspännande krisen av antibakteriell resistens. Dessa fynd har hittills bevisats i möss och mänskliga tester är planen nu. Eftersom det första steget för många sjukdomsframkallande bakterier är att binda ett socker på en yta inuti kroppen, skulle detta tillvägagångssätt kunna tillämpas på andra patogener förutom E.coli. Genom att identifiera sådana proteiner som bakterierna sannolikt kommer att använda för att fästa till specifika platser, borde vi kunna designa föreningar för att hämma deras bindning. Men innan galaktosiden går in i mänskliga försök behövs ytterligare forskning för att visa att den inte är giftig och kan absorberas i cirkulationen när den tas genom munnen. Ändå är detta ett viktigt steg mot att utveckla alternativ till antibiotika. Eftersom mannosid inte är ett antibiotikum, kan det potentiellt användas för att behandla urinvägsinfektioner som orsakas av antibiotikaresistenta bakteriestammar. Ett företag som heter Fimbrion Therapeutics – medgrundat av huvudförfattarna till denna studie – utvecklar mannosider och andra läkemedel som potentiella terapier för UVI. Fimbrion samarbetar med läkemedelsjätten GlaxoSmithKline på den prekliniska utvecklingen av mannosider för användning i kampen mot urinvägsinfektioner hos människor.
***
{Du kan läsa den ursprungliga forskningsartikeln genom att klicka på DOI-länken nedan i listan över citerade källor}
Källa (er)
Kalas V et al. 2018. Strukturbaserad upptäckt av glykomimetiska FmlH-ligander som hämmare av bakteriell vidhäftning under urinvägsinfektion. Proceedings of the National Academy of Sciences. https://doi.org/10.1073/pnas.1720140115
