Электрошок усиливает действие противогрибковых препаратов против устойчивых дрожжей

При самом высоком уровне тока электрохимическая терапия приводит к физиологическому стрессу и полному уничтожению C. auris. Автор: Carnegie Mellon University Chemical Engineering

Дрожжевой грибок Candida auris, устойчивый к большинству противогрибковых препаратов, распространяется по всему миру и вызвал недавние вспышки в американских больницах. Центры по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) классифицируют его как «неотложную угрозу». Исследователи из Университета Карнеги-Меллона разрабатывают новый способ борьбы с лекарственной устойчивостью.

В настоящее время существует мало методов контроля инфекций C. auris, которые распространяются при контакте. Большинство инфекций начинаются на коже и могут проникнуть в кровоток. Уровень смертности высок среди людей с ослабленным иммунитетом.

В журнале Chemical Engineering Journal Тэгбо Нипа (Tagbo Niepa), Камила Куэ Ройо (Camila Cué Royo) и их коллеги продемонстрировали потенциал электрохимической терапии для лечения C. auris как отдельно, так и в комбинации с существующими противогрибковыми препаратами.

«Мы пытаемся максимизировать эффект уже доступных препаратов, которые не работают», — говорит Куэ Ройо, аспирант кафедры химической инженерии.

Электрохимическая терапия подает низкую дозу электрического тока.

«Ток ниже нашего порога восприятия, поэтому мы даже не почувствовали бы его на коже», — говорит Нипа, доцент кафедры химической и биомедицинской инженерии.

Технология показала promise в уничтожении бактерий и других видов дрожжей. Исследование Нипы и Куэ Ройо — первое, описывающее ее действие на C. auris.

Исследование диффузии противогрибкового препарата показывает, как сублетальная доза электрохимической терапии (ЭХТ) усиливает действие лекарства. Автор: Carnegie Mellon University Chemical Engineering

Более высокие уровни тока сильнее влияют на форму клеток, их структуру и другие показатели здоровья. В ответ на электрохимический стресс клетки C. auris становятся гиперактивными. В них накапливаются токсичные материалы, и они активируют внутренние механизмы, чтобы попытаться очиститься. Неспособные оправиться от стресса, клетки в конечном итоге погибают.

При низких уровнях электрохимическая терапия повреждает клеточные мембраны, но не убивает C. auris. Когда исследователи tested низкий уровень электрического тока в комбинации с распространенным классом противогрибковых препаратов, они обнаружили, что два метода, не работающие по отдельности, могут быть эффективны вместе.

Противогрибковый препарат каспофунгин может нарушать способность C. auris к размножению, но он действует только на метаболически активные клетки.

«Обладая врожденной способностью, клетки C. auris часто остаются в спящем состоянии при воздействии препаратов в биологической среде. Во время этой спячки препарат не оказывает эффекта», — объясняет Нипа.

До применения электрохимической терапии исследователи наблюдали, как молекулы противогрибкового препарата накапливаются на клеточных стенках C. auris. Здоровые клетки контролируют свою проницаемость и не позволяют препарату диффундировать внутрь. После использования низкого уровня тока для повреждения клеточных стенок ученые наблюдали молекулы препарата уже внутри клеток.

Автор: Carnegie Mellon University Chemical Engineering

Доставка currently неэффективных противогрибковых препаратов вместе с низкой дозой электрохимической терапии может повысить их эффективность. Этот метод лечения также имеет значение для разработки новых drugs.

«Если мы сможем усилить препарат, то сможем использовать более низкую дозу и минимизировать возможность развития резистентности», — говорит Куэ Ройо.

Нипа extensively изучал механизмы работы электрохимической терапии. Вместе с Куэ Ройо и другими collaborators он разрабатывает электрохимическую повязку, которую можно наносить на кожу для лечения C. auris и других инфекций.