Combaterea rezistenţei la colistin mediate prin gena mcr-1 prin utilizarea de colistin în combinaţii terapeutice

Rezistenţa bacteriilor Gram-negative la colistin s-a extins în ultimii ani în urma creşterii utilizării sale în clinică şi agricultură. Principalul mecanism de rezistenţă la colistin este reprezentat de apariţia de mutaţii cromozomiale, recent fiind însă descoperită contribuţia genei plasmidice mcr-1, ce a contribuit la transmiterea rapidă a rezistenţei către alte enterobacterii. Astfel, sarcina electrică negativă exprimată de grupările anionice ale lipopolizaharidului membranar (LPZ) poate fi atenuată prin adiţia unor molecule pozitive precum fosfo­etanolamina (pEtN) sau 4-amino-4-deoxi-L-arabinoză (L-Ara4N) printr-o reacţie de transfer la nivelul lipidului A. Acest transfer poate fi codificat atât cromozomial, cât şi plasmidic prin intermediul genei mcr-1 şi împiedică legarea electrostatică necesară acţiunii colistinului, conducând la rezistenţă.

Ca urmare a apariţiei rezistenţei la colistin, în lipsa unor noi molecule active a fost încercată utilizarea acestuia împreună cu alte antibiotice precum rifampicina, carbapeneme, macrolide, glicopeptide sau cicline. În combinaţii terapeutice, colistinul acţionează prin alterarea structurii membranei bacteriene şi potenţarea efectului bactericid al antibioticului partener. Astfel, prin scăderea concentraţiei minime inhibitorii (CMI) pentru antibioticele testate în combinaţie cu colistinul, acestea îşi pot exercita efectele antimicrobiene în continuare.

La ora actuală, gena mcr-1 a fost detectată la tulpini de Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Enterobacter cloacae etc. Pentru a investiga utilitatea tratamentului combinat asupra acestora, a fost testat in vitro efectul a peste 40 de antibiotice asupra unor tulpini cărora li s-a introdus prin transformare gena mcr-1. S-au înregistrat scăderi de până la opt ori ale CMI când au fost utilizate combinaţii terapeutice, cea mai mare potenţare a efectului fiind înregistrată la rifampicină, claritromicină şi novobiocină. Testarea ulterioară a unor tulpini de E. coli mcr-1-pozitive izolate din clinică a condus la aceleaşi observaţii, opt din nouă tulpini atingând niveluri terapeutice ale CMI faţă de aceste molecule.

S-a observat faptul că, în cadrul combinaţiilor terapeutice, antibioticele cu spectru îngust sunt mai active comparativ cu cele cu spectru larg precum fluorochinolonele sau beta-lactaminele, acestea din urmă prezentând scăderi nesemnificative ale CMI.

Pentru a determina dacă o tulpină de E. coli purtătoare de mcr-1 creşte rezistenţa la colistin raportat la CMI, a fost evaluată concentraţia optimă de colistin necesară pentru potenţarea rifampicinei. S-a constatat scăderea necesarului de colistin de cel puţin două ori pentru obţinerea lizei bacteriene când s-au utilizat combinaţii terapeutice.

S-a testat, de asemenea, capacitatea genei mcr-1 de a conferi rezistenţă la colistin prin alte mecanisme de inhibare a lizei bacteriene, exceptându-l pe cel de reducere a atracţiei electrostatice dintre LPZ şi antibiotic.

Pentru a testa influenţa combinaţiilor terapeutice asupra permeabilităţii membranei, s-a utilizat N-fenil-naftilamină ca indicator, pasajul acestei molecule fiind împiedicat când membrana este indemnă. Comparativ cu tulpina sălbatică, este nevoie de o concentraţie dublă de colistin pentru traversarea membranei în cazul tulpinilor mcr-1, gena scăzând permeabilitatea membranei.

In vivo, eficienţa tratamentului a fost testată pe două modele murine, la care s-a inoculat o tulpină de K. pneumoniae mcr-1-pozitivă. S-a utilizat claritromicină ca antibiotic potenţat de colistin în doză echivalentă omului, conducând la salvarea a 60% din animalele studiate. Gena mcr-1 are potenţial de diseminare rapidă la nivel global, cum s-a observat şi în cazul altor gene de rezistenţă localizate pe elemente genetice mobile. Utilizarea unor concentraţii mici de colistin în combinaţii terapeutice ar putea reprezenta o alternativă în infecţiile cu tulpini rezistente la colistin, scăzând toxicitatea acestuia, dar păstrându-şi activitatea. Cu toate acestea, este nevoie de mai multe studii clinice pentru a certifica utilitatea acestor combinaţii terapeutice şi pentru introducerea lor în ghidurile de antibioterapie.