Cercetătorii restabilesc eficiența antibioticelor împotriva tulpinilor rezistente de Streptococcus pneumoniae

Un studiu publicat în jurnalul Molecular Medicine oferă dovezi preclinice solide privind utilizarea endolizinelor derivate din bacteriofagi pentru a combate infecțiile cauzate de Streptococcus pneumoniae rezistent la antibiotice. Realizat de cercetători de la Karolinska Institutet, studiul arată că endolizina cpl-1 poate restabili susceptibilitatea la penicilină și eritromicină în tulpini multirezistente, inclusiv în cazuri severe de meningită pneumococică.
Streptococcus pneumoniae este o cauză majoră de morbiditate și mortalitate globală, fiind responsabil de infecții severe precum pneumonia, bacteriemia și meningita. Deși vaccinarea a redus incidența bolii pneumococice invazive, apariția serotipurilor neacoperite și creșterea rezistenței la antibiotice (în special β-lactamine și macrolide) a impus nevoia urgentă de noi soluții terapeutice. În acest context, Organizația Mondială a Sănătății a clasificat această bacterie printre patogenii prioritari în 2024. Endolizinele – enzime litice produse de bacteriofagi – au atras atenția ca agenți antimicrobieni de nouă generație, având o specificitate ridicată și o acțiune rapidă asupra bacteriilor Gram-pozitive.

Despre studiu

Studiul a utilizat o combinație de experimente in vitro și in vivo pentru a testa eficiența endolizinei cpl-1 împotriva tulpinilor clinice de S. pneumoniae rezistente la penicilină și eritromicină. Au fost incluse 14 izolate clinice relevante, dintre care patru prezentau niveluri înalte de rezistență la ambele antibiotice. Endolizinele cpl-1 și cpl-7s au fost exprimate recombinat în E. coli, purificate și testate în multiple medii fiziologice: sânge uman, lichid cefalorahidian și celule neuronale umane diferențiate. Activitatea antibacteriană a fost evaluată prin determinarea MIC, teste de liză turbidimetrică și de supraviețuire bacteriană, iar efectele sinergice au fost testate prin teste „checkerboard”.

Pentru evaluarea capacității de penetrare a barierei hematoencefalice, autorii au folosit un model de monostrat HUVEC in vitro, completat de analize histologice pe creierele șoarecilor injectați sistemic. Un model murin de meningită derivată din bacteriemie a fost utilizat pentru a evalua eficiența tratamentelor cu penicilină, cpl-1 și combinațiile acestora.

Rezultate

• Eficacitate antibacteriană in vitro: Ambele endolizine testate au prezentat activitate bactericidă semnificativă împotriva tuturor izolatilor clinici, însă cpl-1 a fost semnificativ mai potentă decât cpl-7s. MIC-urile pentru cpl-1 au fost semnificativ mai mici pentru toate tulpinile testate.
• Activitate în medii umane: Cpl-1 a redus încărcătura bacteriană în sângele uman cu până la 3 log10 CFU/mL și și-a păstrat activitatea enzimatică în lichidul cefalorahidian uman, o observație crucială pentru meningită.
• Restabilirea susceptibilității la antibiotice: Suplimentarea cpl-1 la penicilină a dus la o reducere sinergică a MIC (FIC ≤ 0,5) sub pragurile clinice de rezistență pentru toate tulpinile testate. Pentru eritromicină, s-a observat un efect aditiv (FIC între 0,5 și 4), care a redus MIC sub nivelul de rezistență la două dintre cele trei tulpini testate.
• Protecția neuronilor umani: În culturi de celule neuronale umane infectate, tratamentul combinat cpl-1 și antibiotic a eliminat complet bacteriile și a prevenit citotoxicitatea. Endolizina singură a fost eficientă doar parțial, mai ales în cazul tulpinilor mai puțin sensibile.
• Penetrare a barierei hematoencefalice: Cpl-1 a traversat bariera hematoencefalică în modelul in vitro HUVEC și a fost detectată în parenchimul cerebral al șoarecilor injectați sistemic. Confocalul a confirmat difuzia extracapilară a endolizinei în creier.
• Eficacitate in vivo: În modelul murin de meningită, combinația penicilină + cpl-1 a dus la:
  • Reducerea completă a bacteriemiei și eliminarea pneumococului din creier.
  • Scăderea inflamației sistemice și cerebrale (IL-6 și TNF-α).
  • Protejarea animalelor de moarte, cu o rată de supraviețuire de 89% comparativ cu 0% pentru grupul cu penicilină singură.

Concluzii

Studiul demonstrează că suplimentarea tratamentului standard cu endolizina cpl-1 poate restabili eficiența antibioticelor împotriva tulpinilor rezistente de S. pneumoniae, atât in vitro, cât și in vivo. Această abordare:

• Scade MIC sub pragurile clinice de rezistență.
• Reduce încărcătura bacteriană sistemică și cerebrală.
• Atenuează inflamația și protejează neuronii de efectele citotoxice.

Capacitatea cpl-1 de a traversa bariera hematoencefalică o face o opțiune promițătoare pentru tratamentul meningitei pneumococice rezistente, o patologie unde opțiunile terapeutice sunt limitate. Cu toate acestea, aspecte precum stabilitatea in vivo, imunogenitatea și potențialul de a induce inflamație trebuie luate în considerare în dezvoltarea clinică a endolizinelor.