КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 18-15-00433
НазваниеФармакокинетико-фармакодинамический подход к оптимизации комбинированной антибиотикотерапии с целью предотвращения развития резистентности бактерий
Руководитель Голикова Мария Владимировна, Кандидат биологических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт по изысканию новых антибиотиков имени Г.Ф.Гаузе" , г Москва
Конкурс №28 - Конкурс 2018 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-503 - Фармакодинамика
Ключевые слова Антибиотики, резистентность бактерий, фармакокинетико-фармакодинамическое моделирование, динамические системы in vitro, оптимальные режимы антибиотикотерапии, комбинированная антибиотикотерапия
Код ГРНТИ34.45.05
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Развитие антибиотикорезистентности патогенных бактерий – важнейший фактор снижения эффективности антибиотиков, который приобретает особое значение на фоне резкого сокращения числа оригинальных препаратов, созданных в последние годы. Это обстоятельство стимулирует поиск новых подходов к рациональному применению существующих и направленному поиску новых антибиотиков. Среди таких подходов наиболее перспективным считается фармакокинетико-фармакодинамическое моделирование. Его основным инструментом стали динамические системы (in vitro dynamic models), которые позволяют изучать кинетику гибели бактерий при моделировании in vitro фармакокинетических профилей, реализуемых у человека. С помощью таких систем оказалось возможным прогнозировать не только воздействие антибиотиков на патогенные бактерии, но и развитие антибиотикорезистентности при клинических режимах введения препаратов.
Исследования процессов селекции резистентных мутантов в динамических системах позволило впервые установить вид зависимости «концентрация – резистентность». Кривые зависимости между изменениями в численности субпопуляции резистентных мутантов и/или чувствительности бактерий, подвергнутых воздействию антибиотика, и площадью под кривой «концентрация – время» (AUC), отнеcенной к МПК (MIC), имели форму колокола. Ее удалось объяснить с позиций недавно предложенной концепции "окна резистентности" (Mutant Selection Window – MSW), в соответствии с которой селекция резистентных мутантов происходит только тогда, когда концентрация антибиотика выше MIC, но ниже концентрации, предотвращающей такую селекцию (Mutant Prevention Concentration - MPC). На основе количественных соотношений «AUC/MIC – резистентность», для ряда антибиотиков и патогенов были установлены «анти-мутантные» значения AUC/MIC, которые в большинстве случаев превышают клинически достижимые. Наши исследования показали, что обусловленное этим обстоятельством развитие резистентности стафилококков при рекомендованных схемах назначения оксазолидинонов (линезолид), а также гликопептидов, в частности, ванкомицина, неизбежно. Та же опасность связана и с применением фторхинолонов при инфекциях, вызванных грамположительными и грамотрицательными бактериями.
По-видимому, единственным реальным путем решения проблемы может быть использование комбинаций антибиотиков, предотвращающих селекцию резистентных патогенов в процессе антибиотикотерапии или, по крайней мере, снижающих риск развития резистентности. Такие работы сейчас только начинаются – не следует путать их с традиционным изучением комбинаций, предназначенных для борьбы с антибиотикочувствительными патогенами. В частности, исследования антибиотикорезистентности с помощью динамических систем, моделирующих фармакокинетику комбинаций антибиотиков, запланированы 5-летней программой Национальных институтов здоровья (National Institutes of Health) США, Европейским обществом по клинической микробиологии и инфекционным болезням (ESCMID), а также Британским обществом по антимикробной химиотерапии (BSAC). В Российской Федерации подобные исследования проводятся только в Федеральном государственном бюджетном научном учреждении «Научно-исследовательский институт по изысканию новых антибиотиков имени Г.Ф. Гаузе (ФГБНУ «НИИНА»).
Пилотные исследования комбинаций линезолида с рифампицином, проведенные нашей группой в текущем году, свидетельствуют о реальной возможности предотвращения селекции линезолидорезистентных мутантов Staphylococcus aureus и/или их ингибирования не только при терапевтических, но и при субтерапевтических значениях AUC/MIC антибиотиков. Более того, оказалось, что «анти-мутантные» эффекты комбинаций могут быть предсказаны по величине MPC в присутствии второго препарата. Полное подавление пролиферации мутантов, резистентных к линезолиду, удалось объяснить снижением MPC линезолида под влиянием рифампицина. Если такой подход окажется применимым к антибиотикам других групп и возбудителям других видов, будет доказана принципиальная возможность экспресс-прогноза оптимальных «анти-мутантных» комбинаций. Вот почему настоящий проект предусматривает изучение «анти-мутантных» свойств комбинаций линезолида (группа оксазолидинонов) с гентамицином, даптомицина (группа липопептидов) с рифампицином и гентамицином в отношении грамположительных бактерий, а также левофлоксацина (группа фторхинолонов) с имипенемом в отношении грамотрицательных бактерий.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1.
Зиннер С.Х., Голикова М.В., Струкова Е.Н., Портной Ю.А., Фирсов А.А.
Predicting antibiotic combination effects on the selection of resistant Staphylococcus aureus: in vitro model studies with linezolid and gentamicin
International Journal of Antimicrobial Agents, Том №52, стр. 854-860 (год публикации - 2018)
10.1016/j.ijantimicag.2018.09.005
Публикации
1.
Голикова М.В., Струкова Е.Н., Портной Ю.А., Довженко С.А., Кобрин М.Б., Зиннер С.Х., Фирсов А.А.
A novel parameter to predict the effects of antibiotic combinations on the development of Staphylococcus aureus resistance: in vitro model studies at subtherapeutic daptomycin and rifampicin exposures
Journal of Chemotherapy, #6, V. 31, pp. 320-328 (год публикации - 2019)
10.1080/1120009X.2019.1640924
2.
Голикова М.В., Струкова Е.Н., Портной Ю.А., Зиннер С.Х., Фирсов А.А.
Predicting the antistaphylococcal effects of daptomycin–rifampicin combinations in an in vitro dynamic model
Journal of Antibiotics (год публикации - 2019)
10.1038/s41429-019-0249-x
3. Алиева К.Н., Голикова М.В., Портной Ю.А., Фирсов А.А. Комбинированная терапия как путь к предотвращению антибиотикорезистентности бактерий: линезолид-даптомицин против Staphylococcus aureus Антибиотики и химиотерапия, № 9-10 (год публикации - 2019)
Публикации
1.
Голикова М.В., Струкова Е.Н., Портной Ю.А., Зиннер С. Х., Фирсов А.А.
Verification of a novel approach to predicting effects of antibiotic combinations: in vitro dynamic model study with daptomycin and gentamicin against Staphylococcus aureus
Antibiotics, том 9, выпуск 9, 538, с. 1-13 (год публикации - 2020)
10.3390/antibiotics9090538
2. Голикова М.В., Струкова Е.Н., Алиева К.Н., А.В., Портной Ю.А., Фирсов А.А. Анти-мутантная эффективность комбинированной терапии дорипенемом и левофлоксацином: исследования в динамических системах in vitro с Pseudomonas aeruginosa Антибиотики и химиотерапия (год публикации - 2020)
3.
Стефен Х. Зиннер. Камилла Н. Алиева, Мария В. Голикова, Елена Н. Струкова, Юрий А. Портной, Александр А. Фирсов
Anti-mutant efficacy of antibiotic combinations: in vitro model studies with linezolid and daptomycin
Journal of Antimicrobial Chemotherapy, V. 76, pp. 1832–1839 (год публикации - 2021)
10.1093/jac/dkab095
4.
Голикова М.В., Струкова Е.Н., Портной Ю.А., Зиннер С.Х., Фирсов А.А.
MPC-based prediction of anti-mutant effectiveness of antibiotic combinations: in vitro model study with daptomycin and gentamicin against Staphylococcus aureus
Antibiotics, 10, 1148 (год публикации - 2021)
10.3390/antibiotics10101148