UCSB-Forscher entdecken überlegenes Kulturmedium für Bakterientests sowie neue Erkenntnisse zur antimikrobiellen Resistenz

7. Juni 2023 | Digitale Pathologie, Laborinstrumente und Laborausrüstung, Laborpathologie, Laborressourcen, Labortests

Die Studie könnte auch zu neuen klinischen Laborinstrumenten zur Bestimmung der antimikrobiellen Resistenz und Wirksamkeit bestehender Antibiotika führen

Für Forscher wird es immer schwieriger, Antibiotika zu entwickeln, die gegen Bakterienstämme wirksam sind, die eine Antibiotikaresistenz aufweisen – eine Untergruppe der antimikrobiellen Resistenz (AMR). Eine neue Studie gibt jedoch einen Hoffnungsschimmer und könnte klinische Labore dazu anregen, diese Forschung auf neue Weise zu betrachten.

Die an der University of California Santa Barbara durchgeführte Studie untersuchte mehr als 500 Antibiotika-Bakterien-Kombinationen. Die Forscher entdeckten, dass mehrere weit verbreitete, von der FDA zugelassene Antibiotika gegen eine Vielzahl bakterieller Infektionen nützlicher sein könnten als bisher angenommen, sagte Dr. Judy Stone, Spezialistin für Infektionskrankheiten, in einem von ihr für Forbes verfassten Artikel mit dem Titel „Warum Antibiotika versagen“. – und wie wir es besser machen können.“

Die Forscher entdeckten außerdem ein gemeinsames Kulturmedium, das eine bessere Beurteilung der Resistenzeigenschaften verschiedener Bakterienstämme gegen verschiedene Antibiotika ermöglicht.

Klinische Labore und Mikrobiologen haben die Aufgabe, Insekten zu plattieren und zu züchten, um einen bestimmten Käfer zu identifizieren, um welchen Stamm es sich handelt und ob dieser Stamm gegen bestimmte Antibiotika resistent ist. Diese Forschung befasst sich daher mit dem, was sie täglich tun. Dies könnte Mikrobiologen neue Ansätze zur genaueren Erkennung von AMR liefern.

„Wir wissen, dass es eine Vielzahl von Gründen gibt, warum Antibiotika nicht wie erwartet wirken, von falsch verschriebenen Dosen bis hin zu seltener Verabreichung, aber ein weiterer, weniger auffälliger Grund ist, dass Labortests zeigen können, dass ein Bakterium anfällig für Antibiotika ist, obwohl dies in Wirklichkeit nicht der Fall ist. Wissen Sie? , das gesamte Gleichgewicht zwischen In-vitro (Kulturplatte) und In-vivo (Leben), schrieb Dr. Judy Stone, Expertin für Infektionskrankheiten, in ihrem Forbes-Artikel. Klinische Labore könnten bald über eine bessere Möglichkeit verfügen, Antibiotikaresistenzen bei tödlichen Bakterien zu identifizieren. (Foto: LinkedIn-Profil.)

Details zur antimikrobiellen UCSB-Studie

Laut Forbes sind antibiotikaresistente Infektionen jedes Jahr für mehr als 32.000 Todesfälle in den USA und 1,27 Millionen weltweit verantwortlich. Eine Studie wie diese kann weitreichende Auswirkungen haben.

Zur Durchführung ihrer Studie verwendeten Michael Mahan, PhD, Professor für Molekular-, Zell- und Entwicklungsbiologie an der UCSB, und sein Team im Mahan Lab auf dem UCSB-Campus Gibco Dulbeccos Modified Eagle Medium (DMEM) von Fisher Scientific, ein Basalmedium für unterstützt das Wachstum vieler verschiedener Säugetierzellen.

Das DMEM prognostizierte die Wirksamkeit von Antibiotika besser als Mueller-Hinton-Bouillon (MHB), ein weiteres Wachstumsmedium von Thermo Fisher Scientific, das seit 1968 per Dekret der Weltgesundheitsorganisation (WHO) in klinischen Labors verwendet wird, berichtete Forbes.

Es wurden Tests mit 13 Isolaten von neun Bakterienarten durchgeführt, um die Wirksamkeit von 15 verschiedenen Antibiotika zu bestimmen. Mithilfe von DMEM stellte das Team bei 15 % der in vitro getesteten Bakterienisolate unterschiedliche Empfindlichkeiten im Vergleich zu MHB fest.

In Mahans Folgetests, bei denen mit verschiedenen Bakterien infizierte Mäuse untersucht wurden, war MHB in 54 % der Testvorhersagen zutreffend, während DMEM in 77 % der Fälle zutreffend war. Mahan glaubt, dass der Grund zum Teil darin liegt, dass DMEM physiologischer ist und den Bedingungen des Menschen (in vivo) näher kommt, berichtete Forbes.

„Menschen sind keine Petrischalen – deshalb versagen Antibiotika. Tests unter Bedingungen, die den Körper nachahmen, verbessern die Genauigkeit, mit der Labortests die Wirksamkeit von Medikamenten vorhersagen“, sagte Mahan in einer Pressemitteilung der UCSB.

Die Forscher des Mahan Lab veröffentlichten ihre Ergebnisse in der Zeitschrift Cell Reports Medicine mit dem Titel „Re-evaluation of FDA-Approved Antibiotics with Erhöhte Diagnostic Accuracy for Assessment of Antimicrobial Resistance“.

Die Ergebnisse sehen vielversprechend aus

„Ich denke, es hat seine Berechtigung. Ich denke, diese Studie war sehr gut konzipiert … und hat gezeigt, dass dies klinisch sinnvoll ist … Wenn es sich beim Menschen bestätigt, wird es klinisch sehr bedeutsam sein“, sagte der Pneumologe Ken Yomer Yoneda, MD, emeritierter Professor , Abteilung für Innere Medizin an der UC Davis Health, sagte gegenüber Forbes.

Obwohl die größte Einschränkung der Studie darin besteht, dass sie an Mäusen und nicht an Menschen durchgeführt wurde, gibt sie laut Yoneda einen Hinweis auf einen möglichen Erfolg bei Menschen. „Wenn es sich beim Menschen bestätigt, wird es klinisch sehr bedeutsam sein“, sagte er zu Stone für ihren Forbes-Artikel.

Rodney Rohde, PhD, Professor und Vorsitzender des Clinical Lab Science Program an der Texas State University, zeigte sich ebenfalls begeistert von den Ergebnissen. Laut Stone war „[Rohde] „fasziniert“ von der Feststellung, dass die Verwendung eines physiologischen Mediums eine „Änderung der Anfälligkeitsschwellen“ vorhersagte, die zur Kategorisierung von Patientenisolaten als anfällig oder resistent verwendet wurden.

„Er war auch ‚begeistert von den Ergebnissen der zunehmenden diagnostischen Genauigkeit‘ bei besonders schwer zu behandelnden Organismen“, bemerkte sie.

„Rohde fügte hinzu, dass die Frage dieser klinischen Grenzwerte – die Festlegung des Niveaus, ab dem ein Organismus als ‚empfindlich‘ oder ‚resistent‘ gegenüber einem Antibiotikum definiert wird, ein heißes Thema ist, das in Laborkreisen intensiv diskutiert wird. Mehrere Behörden müssen sich darauf einigen.“ die Standards, die weltweit verwendet werden, sowohl in den USA als auch in Europa“, schrieb Stone.

Alte Droge, neue Tricks

In der Pressemitteilung der UCSB heißt es: „Ärzte sind sich der Mängel im Goldstandard-Test [MHB] bewusst. Wenn empfohlene Antibiotika nicht wirken, müssen sie sich auf ihre Erfahrung verlassen, um über das/die geeignete(n) Antibiotikum(e) für ihre Patienten zu entscheiden.“ Diese Studie bietet eine mögliche Lösung, um die Diskrepanz zwischen den durch Standardtests angezeigten Antibiotika und den tatsächlichen Patientenergebnissen zu beseitigen.“

Die für Infektionskrankheiten zuständige Ärztin Lynn Fitzgibbons, MD, bemerkte in der UCSB-Pressemitteilung: „Eine Neubewertung von von der FDA zugelassenen Antibiotika könnte einen weitaus größeren Nutzen haben als der Zeit- und Kostenaufwand für die Entwicklung neuer Medikamente zur Bekämpfung antimikrobieller Resistenzen, was möglicherweise zu erheblichen lebensbedrohlichen Folgen führen könnte.“ Einsparungen und Kosteneinsparungen.“

In ihrem Forbes-Artikel schrieb Stone: „Pharmaunternehmen geben den Markt für akute Infektionskrankheiten auf und es sind nur wenige neue Antibiotika in Sicht. Pharma ist gewinnorientiert und Antibiotika sind einfach nicht so lukrativ wie Lifestyle-Medikamente (wie Viagra/Cialis oder Rogaine). Haarausfall) oder solche für chronische Krankheiten. Daher sind die Ergebnisse von Mahan et al. in der Tat eine willkommene Neuigkeit.“

Sobald weitere Studien die UCSB-Studienergebnisse bestätigen und ihre Verwendung in klinischen Umgebungen für die Patientenversorgung ermöglichen, könnten klinische Labore und Mikrobiologen über neue Werkzeuge verfügen, um die Resistenzfähigkeit eines Bakteriums gegen vorhandene Antibiotika oder seine Anfälligkeit für Antibiotika, die derzeit nicht zur Behandlung bestimmter Infektionen eingesetzt werden, genau zu bestimmen.

—Kristin Althea O'Connor

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