Evoluční model pro rezistenci na antibiotika odhaluje načasování dávky kritické pro péči

Výzkumníci Cleveland Clinic pracují na zlepšení způsobu, jakým používáme evoluční modelování, abychom pochopili rezistenci na léky. Studie zveřejněná v Pokroky vědyPoužívá nový typ evolučního modelu nazývaného „Fitness Seascape“ k začlenění plánu dávkování pacienta do modelů, které předpovídají, zda se infekce vyvine antibiotická rezistence, a zjistila, že nekonzistentní načasování a chybějící časné dávky mohou vést k selhání léčby.

Tým vedený Jacobem Scottem, MD, Dphil., Včetně prvního autora Eshana Kinga, MD/Ph.D. Student na Case Western Reserve University School of Medicine, je rafinační modely, které určují doporučené dávky antibiotik začleněním bakteriální evoluční dynamiky.

„Se vzestupem„ superbugů “nebo Bakteriální infekce rezistentní na antibiotikasvět dosahuje a Krizový bod“říká Dr. Scott, vedoucí autor studie. Musíme řešit problém dříve, než to ovlivní naši schopnost používat antibiotika ve více rutinních aspektech lékařské péče, jako je chirurgie nebo porod. “

Lékaři obvykle používají pokyny z drogové společnosti rozhodnout o dávkách léků pro své pacienty. Tyto pokyny se spoléhají na rovnice, které popisují, jak jsou antibiotika absorbována v těle pro výpočet nejmenší efektivní dávky, která léčí onemocnění, aniž by nechala nemocnou oblast vyvinout mutaci rezistentní na léčivo. Podle mentoringu Dr. Scott King rozšiřuje některé z těchto modelů, aby lépe odrážel, jak změny v koncentraci léku v našem krevním řečišti ovlivňují odolnost proti léčbě.

„Mnoho modelů předpokládá, že se prostředí kolem nemocné oblasti nemění, ale prostředí infekce je naše vlastní těla. To není nikdy opravdu konstantní,“ říká King. „Náš rukopis staví na předchozí práci zohlednit změny v koncentraci léčiva v průběhu času v našem těle. “

Modely moří jsou rovnice, které zahrnují proměnné, které se mění v průběhu času nebo prostoru, jako je koncentrace léčiva. To umožňuje vyšetřovatelům jako král studovat nové aspekty Antibiotická rezistenceStejně jako to, jak načasování mezi dávkami ovlivňuje hladiny léků v nemocných oblastech. Král použil modelování moře k simulaci výsledků stovek virtuálních pacientů léčených pro bakteriální infekce IV a perorálními antibiotiky.

„Jiné modely mají koncentraci léčiva jako vstup a evoluční výsledek (rezistence na léčbu) jako výstup. Namísto testování různých koncentrací léčiva u samostatných pacientů nám náš model umožňuje v průběhu času otočit číselníko, aby změnil koncentrace u jednoho pacienta, abychom lépe odráželi, jak naše těla zpracovávají dávky drog,“ vysvětluje Dr. Scott.

Před touto studií byla včas zdůrazněna chybějící dávka nebo zastavení léčby antibiotiky jako hlavní přispěvatel k odolnosti léčby. Král byl překvapen, když našel simulované pacienty, kteří se vyvinuli rezistenci na léčbu, berou zhruba stejné množství léků jako ti, kteří úspěšně eliminovali jejich infekci.

Namísto přítomnosti nebo nepřítomnosti léků se mezi těmito dvěma skupinami lišilo načasování dávek léků. Tým zjistil, že chybějící nebo pozdější dávky hrály větší roli při vývoji rezistence na antibiotika než chybějící nebo pozdě s pozdější dávkou.

Tým testoval tato zjištění v laboratoři léčbou bakterií různými antibiotickými režimy. Bakterie, které obdržely všechny doporučené dávky v doporučeném čase

Podobně bakterie, které vhodně dostávaly časné dávky, ale zmeškané pozdější dávky, nevyvinuly rezistenci. Naproti tomu bakterie, které zmeškaly časné dávky, ale byly náležitě ošetřeny později vyvinutým odolností proti léčbě, což zdůrazňuje potenciální mechanismus selhání léčby u pacienta.

„Tyto výsledky formují, jak budu radit svým pacientům,“ říká King. „Zdůrazním se, že opravdu musí být na vrcholu, aby si vzali svá antibiotika v doporučených časových intervalech, zejména na začátku. Pokud vezmou první dávku a pak bude chybět druhá dávka a pak vzít třetí dávku, to nemusí fungovat tak dobře. Existuje vyšší pravděpodobnost, že toto léčby selže, a my to musíme zkusit něco jiného.“