Antibiotikaresistens är ett växande hot mot folkhälsan. Men i laboratorieförsök kan forskare från Chalmers visa att antibiotika kan få hjälp på traven att döda även resistenta bakterier – om behandlingen kombineras med en speciell gel som innehåller peptider.
Under flera år har forskare vid Chalmers tekniska högskola studerat ett nytt material som kan bli ett komplement vid antibiotikabehandling. Materialet består av en specialdesignad hydrogel som innehåller peptider, en sorts molekyler som är byggstenar för proteiner. Gelen har visat sig kunna döda många olika typer av bakterier, även antibiotikaresistenta.
Men för att peptidgelen ska kunna användas i kombination med antibiotikabehandling har forskarna behövt säkerställa att materialet inte påverkar antibiotikan negativt.
Antibiotikan fick mer kraft
En studie har nu visat överraskande positiva resultat, enligt forskarna. Det visade sig att antibiotikan blev mer verkningsfull tillsammans med materialet. Kombinationen förstärkte dessutom effekten mot vissa resistenta bakterier. Detta har inte visats tidigare.
– När partiklar av hydrogelen kom i nära kontakt med bakterierna försvagades de och blev mer mottagliga för antibiotikabehandlingen. I vissa fall återfick antibiotikan sin effekt mot bakterier som tidigare varit resistenta, säger Annija Stepulane, doktorand i tillämpad kemi på Chalmers.
Störst effekt vid MRSA
Peptidmaterialet undersöktes genom bakterieodlingar ihop med två olika antibiotikum, oxacillin och vancomycin. Bakterierna som ingick i försöken var två typer av stafylokocker. En av dem var den multiresistenta varianten MRSA.
Enligt studien var effekten störst med MRSA, särskilt när hydrogelen kombinerades med oxacillin, som bakterierna normalt är resistenta mot. Kombinationen visar att antibiotikan kunde få 64 gånger högre bakteriedödande effekt jämfört med om den används ensam.
Gel kan användas lokalt
Forskare har försökt använda antimikrobiella peptider tillsammans med antibiotika tidigare, men hittills bara i form av en lösning. I denna form blir peptiderna mycket känsliga och slutar fungera när de kommer i kontakt med kroppsvätskor, till exempel blod. När peptiderna däremot binds till en hydrogel blir de betydligt mer stabila och kan vara aktiva längre.
Med hydrogelen har Chalmersforskarna kunnat uppmäta bakteriedödande aktivitet under flera dygn, jämfört med några timmar i lösning. De ser många fördelar med materialet.
– Det nya peptidbaserade materialet kan appliceras lokalt, alltså på en begränsad del av kroppen så att inte hela kroppen påverkas. Materialet är giftfritt och ger inga oönskade biverkningar, säger Martin Andersson, forskningsledare och professor i tillämpad kemi på Chalmers.
Kan underlätta behandling av sår
Enligt forskarna har hydrogelen, som också skulle kunna användas i form av en sprej, potential att höja både säkerheten och effekten när patienter får en antibiotikakur. Ett exempel är vid behandling av sår.
– Ofta vet man inte om bakterien som orsakat en sårinfektion är resistent mot ett visst antibiotikum när man inleder en behandling. Om peptidmaterialet används på såret samtidigt så ökar sannolikheten för att antibiotikasorten ska fungera mot bakterien. Då har man möjlighet att bota infektionen utan att behöva sätta in ytterligare typer av antibiotika, säger Martin Andersson.
Materialet skulle också kunna användas för att förebygga sårinfektioner.
– Materialet skulle kunna användas på det sättet både inom sjukvården, till exempel efter operationer – en möjlighet som redan finns för veterinärvård i vissa länder – och i hemmiljö. Det skulle kunna fungera som ett vanligt plåster, särskilt om man är orolig för infektioner, säger Martin Andersson.
– Detta kan vara särskilt intressant i områden med hög förekomst av resistenta infektioner, som vissa delar av Afrika och Asien, där man bör vara extra försiktig vid sårskador, fortsätter han.
Mer om peptider och forskningen
Antimikrobiella peptider finns naturligt i våra kroppar och deras goda bakteriedödande egenskaper har varit kända sedan lång tid tillbaka. Bakteriecellerna dör eftersom peptiderna skadar deras cellmembran.
Så kallade synergieffekter mellan peptider och antibiotika har visats tidigare, men då har det handlat om fria peptider i lösning. Men det har varit svårt att få dem att fungera för klinisk användning eftersom fria peptider bryts ner snabbt. Den aktuella studien är den första som har visat effekt även när peptiderna är bundna till ett material.
Chalmersforskarna har tidigare visat att peptidmaterialet i sig dödar 99,99 procent av bakterierna på skadefri hud och behåller sin bakteriedödande förmåga i över två dygn. Det här innebär att materialet skulle kunna användas i många olika produkter, till exempel i sårvårdsmaterial och ytbeläggningar på medicintekniska produkter som förs in i kroppen, menar forskarna.
Vetenskaplig studie:
Antibacterial efficacy of antimicrobial peptide-functionalized hydrogel particles combined with vancomycin and oxacillin antibiotics, International Journal of Pharmaceutics.
