Команда биологов Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе отвечала на вызов, исследуя возможные способы победить опасные для жизни устойчивые к антибиотикам бактерии. В 2016 они сообщили, что комбинации трех различных антибиотиков могут часто преодолевать устойчивость бактерий к антибиотикам, даже когда ни один из этих трех антибиотиков самостоятельно – или даже два из трех вместе – не является эффективным.Их последняя работа, которая издана онлайн и появляется в текущей печатной версии Журнала Интерфейса Королевского общества, расширяет их понимание того явления и определяет две комбинации наркотиков, которые неожиданно успешны в сокращении роста E. coli бактерии.Ключ к исследованию – понимание, что, используя два, три или больше антибиотика в комбинации не обязательно делают наркотики более эффективными при сражающихся бактериях – на самом деле, во многих случаях, их эффективность на самом деле уменьшена, когда наркотики используются вместе – таким образом, комбинации должны быть выбраны тщательно и систематически.
Новая бумага также дает первое подробное объяснение того, как ученые создали математическую формулу, которая может помочь предсказать, какие комбинации наркотиков будут самыми эффективными.Ученые проверили каждую возможную комбинацию группы из шести антибиотиков, включая 20 различных комбинаций трех антибиотиков за один раз.Среди трех сочетаний лекарств исследователи нашли два, которые были заметно более эффективными, чем они ожидали. Те группировки использовали лечение от трех различных классов антибиотиков, таким образом, комбинации использовали широкий спектр механизмов, чтобы бороться с бактериями. (Пять из трех сочетаний лекарств были менее эффективными, чем они ожидали, и другие 13 группировок, выполненных, как они предсказали.)«Столько бактерий теперь настолько стойкое к антибиотикам», сказала Памела Е, ведущий автор исследования и доцент Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе экологии и эволюционной биологии. «У нас есть логический, методический способ определить три сочетания лекарств, чтобы преследовать.
Мы думаем, что жизненно важно иметь эту структуру для идентификации самых лучших комбинаций антибиотиков».Исследователи определили случаи, где эффекты взаимодействий больше, чем сумма частей.
«Врачи могут хотеть суперэффективно убить бактерии, и именно это эти расширенные взаимодействия делают возможными», сказала ведущий автор Кейси Бепплер, которая была студентом в лаборатории Е и является теперь аспирантом в Сан-Франциско UC.Для текущего исследования ученые оценили сочетания лекарств на пластинах в лаборатории.
Бепплер сказал, что следующий шаг должен будет проверить самые эффективные комбинации у мышей.В дополнение к сообщению о том, как хорошо различные комбинации антибиотиков работали, работа также представляет математическую формулу биологи, развитые для анализа, как три или больше фактора взаимодействуют и объяснения сложных, неожиданных взаимодействий. Структура была бы полезна для решения других вопросов в науках и общественных науках, в которых исследователи анализируют, как три или больше компонента могли бы взаимодействовать – например, как климат затронут взаимодействием среди температуры, ливня, влажности и океанской кислотности.
Биологи получают глубокое понимание того, почему определенные группы из трех антибиотиков взаимодействуют хорошо вместе, и другие не делают, сказал Ван Сэвэдж, соавтор бумаги и преподаватель Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе экологии и эволюционной биологии и биоматематики.Бепплер сказал, что больше исследования необходимо, чтобы определить, какие комбинации оптимальны для определенных болезней и для определенных частей тела.
И исследователи теперь используют математическую формулу, чтобы проверить комбинации четырех антибиотиков.