ПОЄДНАННЯ АНТИБІОТИКІВ І БАКТЕРІОФАГІВ ДЛЯ БОРОТЬБИ З АНТИБІОТИКОРЕЗИСТЕНТНИМИ МІКРООРГАНІЗМАМИ
DOI:
https://doi.org/10.11603/1681-2727.2024.3.14669Ключові слова:
бактеріофаги, фагово-антибіотиковий синергізмАнотація
Незважаючи на те, що антибіотики на сьогодні є основним методом боротьби з бактерійними інфекціями, швидка поява та поширеність антибіотикорезистентності викликає інтерес до альтернативних та допоміжних антимікробних стратегій. Особливо це стосується інфекцій, спричинених MDR, PDR та XDR мікроорганізмами. В останні десятиліття були здійснені дослідження бактеріофагів (фагів) і антибіотиків окремо або в комбінації як в умовах in vitro, так і in vivo. Представлені в огляді матеріали свідчать про синергізм дії фагів та антибіотиків при комбінованому їх застосуванні, хоча в деяких експериментах зафіксовано індиферентну дію і, навіть, антагонізм між фагами та антибіотиками. Перспективними є стратегії використання комбінації фаги-антибіотики у біоплівках, включаючи дозрілі їх форми.
Посилання
Sait World Health Organization. Retrieved from https://www.who.int/news/item/22-06-2022-22-06-2022-lack-of-innovation-set-to-undermine-antibiotic-performance-and-health-gains.
Murray, C. J., Ikuta, K. S., Sharara, F., Swetschinski, L., Aguilar, G. R., Gray, A., et al. (2022). Global burden of bacterial antimicrobial resistance in 2019: A systematic analysis. The Lancet, 399(10325), 629-655.
Antimicrobial resistance surveillance in Europe 2023-2021 data (2023). Stockholm: European Centre for Disease Prevention and Control and World Health Organization.
Kuzin, I., Matskov, O., Bondar, R., Lapin, R., Vovk, T., Howard, A., et al. (2023). Notes from the Field: Responding to the Wartime Spread of Antimicrobial-Resistant Organisms — Ukraine, 2022. MMWR Morb Mortal Wkly Rep, 72, 1333-1334.
Chanishvili, N. (2012). Phage therapy – history from twort and d’Herelle through Soviet experience to current approaches. Advances in Virus Research, 83, 3-40.
Waller, A. S., Yamada, T., Kristensen, D. M., Kultima, J. R., Sunagawa, S., Koonin, E. V., et al. (2014). Classification and quantification of bacteriophage taxa in human gut metagenomes. The ISME Journal, 8(7), 1391-1402.
US Food and Drug Administration (2006). Food additives permitted for direct addition to food for human consumption; bacteriophage preparation. US Food and Drug Administration, Silver Spring, MD.
Chung, K. M., Nang, S. C., & Tang, S. S. (2023). The safety of bacteriophages in treatment of diseases caused by multidrug-resistant bacteria. Pharmaceuticals, 16(10), 1347.
Kaur, G., Agarwal, R. & Sharma, R. K. (2021). Bacteriophage therapy for critical and high-priority antibiotic-resistant bacteria and phage cocktail-antibiotic formulation perspective. Food and Environmental Virology, 13(4), 433-446.
Zurabov, F., Glazunov, E., Kochetova, T., Uskevich, V., & Popova, V. (2023). Bacteriophages with depolymerase activity in the control of antibiotic resistant Klebsiella pneumoniae biofilms. Scientific Reports, 13, 15188.
Maimaiti, Z., Li, Z., Xu, C., Chen, J., Chai, W. (2023). Global trends and hotspots of phage therapy for bacterial infection: A bibliometric visualized analysis from 2001 to 2021. Frontiers in Microbiology, 13, 1067803.
Arias, C. F., Acosta, F. J., Bertocchini, F., Herrero, M. A., & Fernández-Arias, C. (2022). The coordination of anti-phage immunity mechanisms in bacterial cells. Nature Communications, 13(1), 7412.
Himmelweit, F. (1945). Combined Action of Penicillin and Bacteriophage on Staphylococci. The Lancet, 246(6361), 104-105.
Bulssico, J., PapukashvilI, I., Espinosa, L., Gandon, S., & Ansaldi, M. (2023). Phage-antibiotic synergy: Cell filamentation is a key driver of successful phage predation. PLOS Pathogens, 19(9), e1011602.
Chhibber, S., Kaur, T. & Kaur, S. (2013). Co-therapy using lytic bacteriophage and linezolid: Effective treatment in eliminating methicillin resistant Staphylococcus aureus (MRSA) from diabetic foot infections. PLoS ONE, 8(2), e56022.
Torres-Barceló, C., & Hochberg, M. E. (2016). Evolutionary Rationale for Phages as Complements of Antibiotics. Trends in Microbiology, 24(4), 249-256.
Zaytzeff-Jern, H., Meleney, F. L. (1941). Studies on phage VI. the effect of sulfapyridine and sulfanilamides on staphylococci and B. coli and their respective phages. J. Lab. Clin. Med., 26, 1756-1767.
Krueger, A. P., Cohn, T., Noble, N. (1947). Effect of Penicillin on the Reaction Between Phage and Staphylococci. Experimental Biology and Medicine, 66(1), 204-205.
Hagens, S., Habel, A., & Bläsi, U. (2006). Augmentation of the Antimicrobial Efficacy of Antibiotics by Filamentous Phage. Microbial Drug Resistance, 12(3), 164-168.
Comeau, A. M., Tétart, F., Trojet, S. N., Prère, M.-F., & Krisch, H. M. (2007). Phage-Antibiotic Synergy (PAS): β-Lactam and Quinolone Antibiotics Stimulate Virulent Phage Growth. PLoS ONE, 2(8), e799.
De Soir, S., Parée, H., Kamarudin, N. H. N., Wagemans, J., Lavigne, R., Braem, A., et al. (2024). Exploiting phage-antibiotic synergies to disrupt Pseudomonas aeruginosa PAO1 biofilms in the context of orthopedic infections. Microbiology Spectrum, 12(1), e03219-23.
Liu, Y., Zhao, Y., Qian, C., Huang, Z., Feng, L., Chen, L. et al. (2023). Study of Combined Effect of Bacteriophage vB3530 and Chlorhexidine on the Inactivation of Pseudomonas aeruginosa. BMC Microbiology, 23(1), 256.
Abdraimova, N., Shitikov, E., Gorodnichev, R., & Kornienko, M. (2023). Combination of bacteriophages and antibiotics as the most effective therapy against Staphylococcus aureus. Medicine of Extreme Situations, 25(2023(4)), 37-44.
Necel, A., Bloch, S., Topka-Bielecka, G., Janiszewska, A., Łukasiak, A., Nejman-Faleńczyk, B. et al. (2022). Synergistic Effects of Bacteriophage vB_Eco4-M7 and Selected Antibiotics on the Biofilm Formed by Shiga Toxin-Producing Escherichia coli. Antibiotics, 11(6), 712.
Gordillo Altamirano, F. L., Kostoulias, X., Subedi, D., Korneev, D., Peleg, A. Y., & Barr, J. J. (2022). Phage-antibiotic combination is a superior treatment against Acinetobacter baumannii in a preclinical study. EBioMedicine, 80, 104045.
Eskenazi, A., Lood, C., Wubbolts, J., Hites, M., Balarjishvili, N., Leshkasheli, L., et al. (2022). Combination of pre-adapted bacteriophage therapy and antibiotics for treatment of fracture-related infection due to pandrug-resistant Klebsiella pneumoniae. Nature Communications, 13(1), 302.
Bulssico, J., PapukashvilI, I., Espinosa, L., Gandon, S., & Ansaldi, M. (2023). Phage-antibiotic synergy: Cell filamentation is a key driver of successful phage predation. PLOS Pathogens, 19(9), e1011602.
Chhibber, S., Kaur, T. & Kaur, S. (2013). Co-therapy using lytic bacteriophage and linezolid: Effective treatment in eliminating methicillin resistant Staphylococcus aureus (MRSA) from diabetic foot infections. PLoS ONE, 8(2), e56022.
Kaur, S., Harjai, K., & Chhibber, S. (2016). In Vivo Assessment of Phage and Linezolid Based Implant Coatings for Treatment of Methicillin Resistant S. aureus (MRSA) Mediated Orthopaedic Device Related Infections. PLOS ONE, 11(6), e0157626.
Kamal, F., & Dennis, J. J. (2015). Burkholderia cepacia Complex Phage-Antibiotic Synergy (PAS): Antibiotics Stimulate Lytic Phage Activity. Applied and Environmental Microbiology, 81(3), 1132-1138.
Li, Y., Xiao, P., Wang, Y., Hao, Y. (2020). Mechanisms and Control Measures of Mature Biofilm Resistance to Antimicrobial Agents in the Clinical Context. ACS Omega, 5(36), 22684-22690.
Kumaran, D., Taha, M., Yi, Q., Ramirez-Arcos, S., Diallo, J., Carli, A. et al. (2018). Does Treatment Order Matter? Investigating the Ability of Bacteriophage to Augment Antibiotic Activity against Staphylococcus aureus Biofilms. Frontiers in Microbiology, 9(127), 1-11.
Nakamura, S., Nii, F., Shimizu, M., & Watanabe, I. (1971). Inhibition of Phage Growth by an Antibiotic Rugulosin Isolated from Myrothecium verucaria. Japanese Journal of Microbiology, 15(2), 113-120.
Kever, L., Hardy, A., Luthe, T., Hünnefeld, M., Gätgens, C., Milke, L. et al. (2022). Aminoglycoside antibiotics inhibit phage infection by blocking an early step of the infection cycle. mBio, 13(3), e00783-22.
Akturk, E., Melo, L. D. R., Oliveira, H., Crabbé, A., Coenye, T., & Azeredo, J. (2023). Combining phages and antibiotic to enhance antibiofilm efficacy against an in vitro dual species wound biofilm. Biofilm, 6, 100147.
Meier, D., & Hofschneider, P. H. (1972). Effect of rifampicin on the growth of RNA bacteriophage M12. FEBS Letters, 25(1), 179-183.
Geiduschek, E., Sklar, J. (1969). Role of Host RNA Polymerase in Phage Development: Continual Requirement for a Host RNA Polymerase Component in a Bacteriophage Development. Nature, 221, 833-836.
Rahman, M., Kim, S., Kim, S. M., Seol, S. Y., & Kim, J. (2011). Characterization of induced Staphylococcus aureus bacteriophage SAP-26 and its anti-biofilm activity with rifampicin. Biofouling, 27(10), 1087-1093.
Pons, B. J., van Houte, S., Westra, E. R., Chevallereau, A. (2023). Ecology and evolution of phages encoding anti-CRISPR proteins. Journal of Molecular Biology, 435(7), 167974.
Dimitriu, T., Kurilovich, E., Łapińska, U., Severinov, K., Pagliara, S., Szczelkun, M. D., et al. (2022). Bacteriostatic antibiotics promote CRISPR-cas adaptive immunity by enabling increased spacer acquisition. Cell Host Microbe, 30(1), 31-40.
Segall, A. M., Roach, D. R., & Strathdee, S. A. (2019). Stronger together? Perspectives on phage-antibiotic synergy in clinical applications of phage therapy. Current Opinion in Microbiology, 51, 46-50.
Gordillo Altamirano, F. L., Kostoulias, X., Subedi, D., Korneev, D., Peleg, A. Y., & Barr, J. J. (2022). Phage-antibiotic combination is a superior treatment against Acinetobacter baumannii in a preclinical study. EBioMedicine, 80, 104045.
Stachurska, X., Roszak, M., Jabłońska, J., Mizielińska, M., & Nawrotek, P. (2021). Double-Layer Agar (DLA) Modifications for the First Step of the Phage-Antibiotic Synergy (PAS) Identification. Antibiotics, 10(11), 1306.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 В. П. Широбоков, В. А. Понятовський
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи, яка через [ВКАЖІТЬ ПЕРІОД ЧАСУ] з дати публікації автоматично стає доступною на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
