Εκατομμύρια άνθρωποι σε όλο τον κόσμο υποφέρουν από λοιμώξεις του ουροποιητικού συστήματος. Ορισμένες ομάδες είναι ιδιαίτερα ευάλωτες σε χρόνιες ουρολοιμώξεις, συμπεριλαμβανομένων των γυναικών, των ηλικιωμένων και ορισμένων βετεράνων. Αυτές οι λοιμώξεις συνήθως αντιμετωπίζονται με αντιβιοτικά, αλλά η υπερβολική χρήση τους μπορεί να αυξήσει την ανθεκτικότητα των μικροβίων και ως εκ τούτου να μειώσει την αποτελεσματικότητα των φαρμάκων αυτών.
Για να αντιμετωπίσουν το πρόβλημα των χρόνιων ουρολοιμώξεων και της μικροβιακής αντοχής, επιστήμονες στο Texas A&M University συνδύασαν την τεχνογνωσία τους στη μικροβιολογία και τη μηχανική για να δημιουργήσουν ένα βιοϋλικό που φιλοξενεί ένα συγκεκριμένο στέλεχος ωφέλιμου E. coli. Η έρευνά τους εδειξε ότι τα «καλά» βακτήρια που απελευθερώνονται από αυτό το βιοϋλικό μπορούν να ανταγωνιστούν τα «κακά» βακτήρια για θρεπτικά συστατικά και να κερδίσουν, μειώνοντας δραματικά τον αριθμό των μικροβίων που προκαλούν ασθένειες. Με περαιτέρω ανάπτυξη, οι ερευνητές πιστεύουν πως αυτή η τεχνική θα μπορούσε να βοηθήσει στη διαχείριση των επαναλαμβανόμενων ουρολοιμώξεων που δεν θεραπεύονται με αντιβιοτικά.
Τα θρεπτικά συστατικά είναι περιορισμένα για τα μικρόβια που ζουν στους ανθρώπους και η παρουσία τους ποικίλλει μεταξύ διαφορετικών μερών του σώματος. Τα βακτήρια πρέπει να ανταγωνίζονται άλλα μικρόβια και τον ξενιστή τους για να αποκτήσουν τα απαραίτητα θρεπτικά συστατικά. Με την πρόσληψη των διαθέσιμων θρεπτικών συστατικών, τα ωφέλιμα βακτήρια μπορούν να σταματήσουν ή να επιβραδύνουν την ανάπτυξη επιβλαβών βακτηρίων. Όταν τα επιβλαβή βακτήρια στερούνται σημαντικών θρεπτικών συστατικών, δεν μπορούν να πολλαπλασιαστούν και να προκαλέσουν ασθένεια.
Ωστόσο, η παροχή ευεργετικών βακτηρίων στην ουροδόχο κύστη για την πρόληψη των ουρολοιμώξεων αποτελεί πρόκληση για τους επιστήμονες. Αυτά τα χρήσιμα βακτήρια μπορούν φυσικά να αποικιστούν μόνο σε άτομα που αντιμετωπίζουν δυσκολία στην αποβολή ούρων.Ακόμη και μεταξύ αυτών των ασθενών, το πόσο καιρό αυτά τα βακτήρια μπορούν να αποικίσουν την κύστη τους ποικίλλει ευρέως.
Οι τρέχουσες μέθοδοι για τη μεταφορά βακτηρίων στην ουροδόχο κύστη είναι επεμβατικές και απαιτούν εισαγωγή καθετήρα. Ακόμη και όταν τα βακτήρια απελευθερωθούν με επιτυχία στην κύστη, τα ούρα θα ξεπλύνουν αυτά τα μικρόβια επειδή δεν μπορούν να προσκολληθούν στο τοίχωμα της ουροδόχου κύστης.
Βιοϋλικά για τη θεραπεία των ουρολοιμώξεων
Δεδομένου ότι τα ωφέλιμα βακτήρια δεν μπορούν να προσκολληθούν και να επιβιώσουν στην ουροδόχο κύστη για μεγάλο χρονικό διάστημα, οι ερευνητές ανέπτυξαν ένα βιοϋλικό που απελευθερώνει σταδιακά βακτήρια στην ουροδόχο κύστη. Το βιοϋλικό αποτελείται από ζωντανό E. coli ενσωματωμένο σε μια δομή μήτρας από γέλη. Μοιάζει με ένα κομμάτι ζελέ περίπου 500 φορές μικρότερο από μια σταγόνα νερού και μπορεί να απελευθερώσει βακτήρια για έως και δύο εβδομάδες στην ουροδόχο κύστη.
Η επιστημονική ομάδα δοκίμασε το βιοϋλικό τοποθετώντας το σε ανθρώπινα ούρα σε τρυβλία Petri και εκθέτοντάς το σε βακτηριακά παθογόνα που προκαλούν ουρολοιμώξεις. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι όταν αναμειγνύεται σε αναλογία 50:50, ο πληθυσμός του E. coli αυξήθηκε κατά περίπου 85%. Όταν πρόσθεσαν περισσότερη ποσότητα E. coli και λιγότερα βακτήρια που προκαλούν ουρολοίμωξη, το ποσοστό του E. coli αυξήθηκε σε πάνω από 99% του πληθυσμού, ουσιαστικά εξαλείφοντας τα βακτήρια που προκαλούν ουρολοίμωξη. Επιπλέον, το βιοϋλικό συνέχισε να απελευθερώνει E. coli για έως και δύο εβδομάδες στα ανθρώπινα ούρα.
Τα ευρήματα της μελέτης υποδηλώνουν ότι το E.coli θα μπορούσε να προσκολληθεί και να επιβιώσει στην ουροδόχο κύστη για παρατεταμένες χρονικές περιόδους και να μειώσει με επιτυχία την ανάπτυξη πολλών τύπων βακτηρίων που προκαλούν ουρολοίμωξη.
Βελτίωση των βιοϋλικών
Τα ευρήματα δείχνουν ότι το E. coli όχι μόνο μπορεί να ελέγξει τα επιβλαβή βακτήρια με τα οποία έρχεται σε επαφή, αλλά και ένα ευρύ φάσμα βακτηρίων που προκαλούν ασθένειες σε ανθρώπους και ζώα. Αυτό σημαίνει ότι οι επιστήμονες μπορεί να μην χρειάζεται να εντοπίσουν διαφορετικούς τύπους ωφέλιμων βακτηρίων για τον έλεγχο κάθε παθογόνου που μπορούν να προκαλέσουν ουρολοίμωξη.
Σε αυτή τη φάση, η ομάδα αξιολογεί την αποτελεσματικότητα του βιοϋλικού στη θεραπεία των ουρολοιμώξεων σε ποντίκια. Αυτή η έρευνα βρίσκεται ακόμα σε πρώιμο στάδιο. Ωστόσο, οι ερευνητές ελπίζουν πως η τεχνολογία τους θα μπορούσε να τελειοποιηθεί και να εφαρμοστεί για τον έλεγχο άλλων βακτηριακών λοιμώξεων και ορισμένων καρκίνων που προκαλούνται από βακτήρια.
ΠΗΓΗ: The Conversation
