Команда биологов Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе ответила на этот вызов, исследуя возможные способы победить опасные для жизни устойчивые к антибиотикам бактерии. В 2016 году они сообщили, что комбинации трех разных антибиотиков часто могут преодолеть устойчивость бактерий к антибиотикам, даже если ни один из трех антибиотиков сам по себе — или даже два из трех вместе — не эффективен.Их последняя работа, которая опубликована в Интернете и опубликована в текущем печатном выпуске Journal of the Royal Society Interface, расширяет их понимание этого феномена и определяет две комбинации лекарств, которые неожиданно успешно снижают рост бактерий E. coli.Ключом к исследованию является понимание того, что использование двух, трех или более антибиотиков в комбинации не обязательно делает лекарства более эффективными в борьбе с бактериями — на самом деле, во многих случаях их эффективность фактически снижается, когда лекарства используются вместе — поэтому комбинации необходимо выбирать тщательно и систематически.
В новом документе также представлено первое подробное объяснение того, как ученые создали математическую формулу, которая может помочь предсказать, какие комбинации лекарств будут наиболее эффективными.Ученые протестировали все возможные комбинации группы из шести антибиотиков, включая 20 различных комбинаций трех антибиотиков одновременно.
Из трех комбинаций препаратов исследователи обнаружили два, которые оказались заметно более эффективными, чем они ожидали. Эти группы использовали лечение тремя разными классами антибиотиков, поэтому комбинации использовали широкий спектр механизмов для борьбы с бактериями. (Пять из трех комбинаций препаратов оказались менее эффективными, чем они ожидали, а остальные 13 групп работали так, как они прогнозировали.)«Так много бактерий теперь настолько устойчивы к антибиотикам», — сказала Памела Йе, старший автор исследования и доцент кафедры экологии и эволюционной биологии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. «У нас есть логический и методический способ определения комбинаций из трех препаратов, которые нужно использовать. Мы считаем жизненно важным иметь такую ??основу для определения наилучших возможных комбинаций антибиотиков».Исследователи выявили случаи, когда эффекты взаимодействия превышают сумму частей.
«Врачи могут захотеть сверхэффективно уничтожить бактерии, и именно это стало возможным благодаря расширенному взаимодействию», — сказал ведущий автор Кейси Бепплер, который учился в лаборатории Йе, а сейчас является аспирантом Калифорнийского университета в Сан-Франциско.В рамках текущего исследования ученые оценивали комбинации препаратов на планшетах в лаборатории.
Бепплер сказал, что следующим шагом будет тестирование наиболее эффективных комбинаций на мышах.Помимо отчета о том, насколько хорошо работают различные комбинации антибиотиков, в документе также представлена ??математическая формула, разработанная биологами для анализа взаимодействия трех или более факторов и объяснения сложных, неожиданных взаимодействий. Структура может быть полезна для решения других вопросов в области естественных и социальных наук, в которых исследователи анализируют, как три или более компонентов могут взаимодействовать — например, как на климат влияет взаимодействие между температурой, осадками, влажностью и кислотностью океана.
По словам Ван Сэвиджа, соавтора статьи и профессора экологии, эволюционной биологии и биоматематики из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, биологи получают глубокое понимание того, почему одни группы из трех антибиотиков хорошо взаимодействуют друг с другом, а другие — нет.Бепплер сказал, что необходимы дополнительные исследования, чтобы определить, какие комбинации оптимальны для конкретных заболеваний и для определенных частей тела.
И теперь исследователи используют математическую формулу для проверки комбинации четырех антибиотиков.