Τα φυτικά φαινολικά οξέα ενισχύουν τα παλιά αντιβιοτικά κατά του πολυανθεκτικού E. coli
Η άνοδος των ανθεκτικών στα αντιβιοτικά παθογόνων αποτελεί μια άνευ προηγουμένου πρόκληση για την παγκόσμια δημόσια υγεία. Καθώς η ανακάλυψη νέων αντιβιοτικών παραμένει χρονοβόρα και δαπανηρή, η επέκταση της χρησιμότητας των υπαρχόντων αντιβιοτικών προσφέρει μια πολλά υποσχόμενη εναλλακτική λύση. Νέα έρευνα από το Πανεπιστήμιο Nankai στην Τιαντζίν της Κίνας δείχνει ότι φυσικά φυτικά οξέα μπορούν να «αναζωογονήσουν» παλαιότερα αντιβιοτικά, όπως η τετρακυκλίνη, επιτρέποντάς τους να εξουδετερώνουν πολυανθεκτικά στελέχη E. coli – ένα από τα πιο συχνά τροφιμογενή παθογόνα, υπεύθυνο για σοβαρές λοιμώξεις που μεταδίδονται μέσω μολυσμένων τροφίμων ή νερού- που έως σήμερα αντιστέκονται σε θεραπείες. Πρόκειται για φαινολικές φυτικές ενώσεις που πλέον εμφανίζονται ως μια απροσδόκητα ισχυρή ενίσχυση για τα υπάρχοντα αντιβιοτικά, ανοίγοντας έναν νέο δρόμο στη μάχη κατά της μικροβιακής αντοχής. Τα πειράματα, τόσο στο εργαστήριο όσο και σε ζωικό μοντέλο, έδειξαν ότι η συνδυαστική χρήση αυτών των ενώσεων όχι μόνο ενισχύει τη δράση του αντιβιοτικού αλλά και μειώνει δραστικά την πιθανότητα εμφάνισης νέας αντοχής.
Στο επίκεντρο της έρευνας βρίσκονται τα φυτικά φαινολικά οξέα, μικρά αρωματικά μόρια που τα φυτά αξιοποιούν αμυντικά έναντι μικροοργανισμών και εντόμων. Η ομάδα του Ζέιου Τσεν αξιολόγησε 15 τέτοιες ενώσεις –μεταξύ τους το σαλικυλικό, γαλλικό, καφεϊκό και γκευντισικό οξύ– για τη δυνατότητά τους να συνεργούν με την τετρακυκλίνη απέναντι σε πολυανθεκτικά στελέχη E. coli, τόσο από εργαστηριακές καλλιέργειες όσο και από παθογόνα που προκαλούν εξωεντερικές λοιμώξεις στον άνθρωπο. Σε όλες τις περιπτώσεις οι συνδυασμοί έδειξαν ισχυρή συνέργεια, επιτρέποντας την αναστολή της βακτηριακής αύξησης με πολύ μικρότερες δόσεις αντιβιοτικού.
Τα πειράματα θανάτωσης βακτηρίων αποκάλυψαν ότι ούτε τα αντιβιοτικά ούτε οι φαινολικές ενώσεις μόνες τους μπορούν να εξουδετερώσουν τα ανθεκτικά στελέχη. Μαζί όμως πέτυχαν παρατεταμένη βακτηριακή καταστροφή και, σε αρκετές περιπτώσεις, ακόμη και λύση των κυττάρων. Παράλληλα, ορισμένα φαινολικά οξέα ενίσχυσαν και τη δράση ενός άλλου αντιβιοτικού, της καναμυκίνης, υποδεικνύοντας ότι η στρατηγική αυτή ίσως επεκτείνεται και πέρα από την τετρακυκλίνη.
Βασικός μηχανισμός της συνέργειας αυτής είναι η αύξηση της πρόσληψης του αντιβιοτικού από τα βακτηριακά κύτταρα. Με χρήση φθορίζοντος βιοαισθητήρα, οι ερευνητές έδειξαν ότι όλες οι δοκιμασμένες ενώσεις αύξησαν τη συγκέντρωση τετρακυκλίνης μέσα στα βακτήρια με τρόπο εξαρτώμενο από τη δόση. Ταυτόχρονα, ανέστειλαν ζωτικούς αμυντικούς μηχανισμούς του μικροβίου: μείωσαν την έκφραση και τη λειτουργία αντλιών εκροής όπως οι AcrB και TetA –μηχανισμοί που διώχνουν τα αντιβιοτικά έξω από το κύτταρο– και αποδιοργάνωσαν τη χημειοωσμωτική δύναμη που τροφοδοτεί αυτές τις αντλίες. Σε ορισμένα στελέχη αύξησαν ακόμη και τη διαπερατότητα της εσωτερικής μεμβράνης, διευκολύνοντας την πρόσβαση του αντιβιοτικού στον ριβοσωμικό του στόχο.
Τα ευρήματα επιβεβαιώθηκαν σε in vivo δοκιμή με προνύμφες του εντόμου Galleria mellonella, ενός ευρέως χρησιμοποιούμενου μοντέλου λοίμωξης. Σε προνύμφες που είχαν μολυνθεί με ανθεκτικό E. coli, η τετρακυκλίνη από μόνη της παρείχε περιορισμένη προστασία, ενώ ο συνδυασμός της με επιλεγμένα φαινολικά οξέα αύξησε θεαματικά την επιβίωση, φτάνοντας έως και το 80% μετά από πέντε ημέρες.
Εξίσου κρίσιμο είναι το εύρημα ότι οι συνδυασμοί αυτοί φαίνεται να εμποδίζουν την ταχεία ανάπτυξη νέας αντοχής. Σε πειράματα μακρόχρονης έκθεσης σε χαμηλές δόσεις τετρακυκλίνης, τα βακτήρια αύξησαν την αντοχή τους κατά οκτώ φορές μέσα σε 30 ημέρες. Όμως, όταν η τετρακυκλίνη χορηγήθηκε μαζί με φαινολικά οξέα, δεν εμφανίστηκε καμία μετρήσιμη αύξηση αντοχής στο ίδιο διάστημα.
Οι ερευνητές σημειώνουν ότι οι φαινολικές ενώσεις είναι άφθονες σε φυτικές ζωοτροφές και τρόφιμα, κάτι που θα μπορούσε να ανοίξει τον δρόμο για πρακτικές εφαρμογές στη ζωική παραγωγή. Η συγχορήγησή τους με αντιβιοτικά σε κτηνοτροφικά συστήματα ίσως ενισχύσει την αποτελεσματικότητα των θεραπειών και ταυτόχρονα περιορίσει την πίεση για ανάπτυξη αντοχής. Ωστόσο, υπογραμμίζουν ότι απαιτείται προσεκτική αξιολόγηση ζητημάτων όπως η σταθερότητα, η βιοδιαθεσιμότητα, η ενδεχόμενη τοξικότητα και το ενδεχόμενο εμφάνισης νέων βακτηριακών προσαρμογών.
Η μελέτη ανοίγει έναν νέο ερευνητικό άξονα γύρω από τα φυτικά φαινολικά οξέα ως «ενισχυτές» αντιβιοτικών. Όπως σχολίασε ο συν-συγγραφέας Ανπίνγκ Πενγκ, η στοχευμένη αξιοποίηση αυτών των φυσικών μορίων ίσως επιτρέψει την ανάπτυξη μιας νέας γενιάς ασφαλών και αποτελεσματικών συμπληρωματικών παραγόντων που θα επεκτείνουν τον ωφέλιμο χρόνο ζωής των αντιβιοτικών που ήδη διαθέτουμε.
