Põiepõletikud kimbutavad üha rohkem inimesi – teadlastel on pakkuda lahendus

Sellel mikroskoobipildil on hiire põis (sinine), mis on kaetud E. coli bakteriga (roosa) ja neid ründavad valged verelibled (kollased). Foto: Valerie O'Brien, Matthew Joens, Scott J. Hultgren, James AJ Fitzpatrick, Washingtoni ülikool, St. Louis / NIH Flickri kaudu , CC BY-NC

Miljonid inimesed üle maailma kannatavad igal aastal korduvate kuseteede põletike all.

Tüüpiliselt ravitakse neid põletikke antibiootikumidega, kuid liigne kasutamine tõstab mikroobide võimet ravimite toimele vastu panna.

Selle probleemi lahendamiseks on teadlased ühendanud mikrobioloogia ja inseneriteaduse, et luua biomaterjal, mis sisaldab kasulikku E. coli bakterit.

Skaneeriva elektronmikroskoopia pilt mikroskoobi klaasile kinnitatud soolekepikestest (Escherichia coli). Foto: NIAID

Uuringud näitavad, et biomaterjalist vabanevad nn head bakterid suudavad konkureerida kahjulike bakteritega toitainete pärast ja neid tõrjuda, vähendades oluliselt haigusi põhjustavate mikroobide arvu. See tehnoloogia võib tulevikus aidata ravida korduvaid ja antibiootikumidele allumatuid kuseteede infektsioone (urinary tract infections ehk UTI).

Kuidas head bakterid aitavad

Inimkehas konkureerivad mikroobid toitainete pärast. Kasulikud bakterid, mis tarbivad olulisi toitaineid, takistavad kahjulike bakterite kasvu. Kui kahjulikud bakterid jäävad toitainetest ilma, ei suuda nad saavutada piisavalt suurt arvulist ülekaalu, et põhjustada haigust.

Kuid kasulike bakterite viimine põide on keeruline. Nad jäävad pikemalt sinna ainult neil inimestel, kellel esineb uriinipeetus ehk põie mittetäielik tühjenemine. Ka sellistel patsientidel varieerub bakterite püsimise kestus märkimisväärselt. Praegused meetodid, nagu korduv kateetrite kasutamine, on invasiivsed ja ebaefektiivsed, kuna uriin uhub bakterid põiest välja.

Biomaterjaliga uuele tasemele

Kuna kasulikud bakterid ei püsi põies piisavalt kaua, arendasid teadlased biomaterjali, mis vabastab baktereid põies aeglaselt. See biomaterjal koosneb elusatest soolekepikestest (E. coli) – bakteritest, mis on kinnitatud geelilaadsesse maatriksisse. Umbes 500 korda väiksem kui veepiisk, suudab see biomaterjal vabastada baktereid kuni kahe nädala jooksul.

Laborikatsetes, kus biomaterjal paigutati inimese uriini, kus see puutus kokku UTId põhjustavate bakteritega, saavutasid kasulikud E. coli bakterid ülekaalu, moodustades kuni 85 protsenti mikroobide kogupopulatsioonist. Kui E. coli algne arv ületas kahjulike bakterite oma, kasvas nende osakaal üle 99 protsendi, praktiliselt elimineerides UTId põhjustavad bakterid. Samuti jätkas biomaterjal bakterite vabastamist kuni kaks nädalat.

Lai rakendusvõimalus

Uuringud näitavad, et E. coli suudab pärssida mitte ainult temaga lähedalt seotud kahjulikke baktereid, vaid ka laia valikut haigusetekitajaid. See tähendab, et teadlased ei pea välja töötama erinevaid kasulikke baktereid iga patogeeni vastu.

Hetkel uuritakse biomaterjali tõhusust hiirtel ning analüüsitakse toitaineid, mille üle bakterid konkureerivad. Tulevikus võiks biomaterjalile lisada kasulikke toitaineid või takistada kahjulike bakterite ligipääsu neile.

Kuigi kliinilised rakendused on veel kaugel, näitab tehnoloogia suurt potentsiaali tulevasteks rakendusteks. Lisaks UTIdele võiks seda kasutada ka teiste bakteriaalsete infektsioonide ja isegi mõnede bakterite põhjustatud vähkkasvajate ravis.

Uus biomaterjal pakub lootust ravida korduvaid ja antibiootikumidele allumatuid kuseteede infektsioone, kasutades kasulikke baktereid kahjulike mikroobide tõrjumiseks. Kui tehnoloogia on täielikult välja arendatud, võib see kujuneda oluliseks alternatiiviks antibiootikumidele ja avada uusi võimalusi nakkuste raviks ning ennetamiseks.

Allikas: The Conversation