- Escherichia coli bacteria are responsible for 80% of community-acquired urinary tract infections [UTIs].
- Over 40% of individuals experience recurrent UTIs; of these, 10-25% are due to antibiotic-resistant bacteria.
- A recent study found that vaccines based on a metal-organic framework demonstrate a strong immune response in mice.
- Vaccinated mice survived typically lethal doses of E. coli.
- Vaccinated mice demonstrated an increase in the tissue responsible for producing long-lived antibody-secreting cells.
Antibacterials, also known as antibiotics, treat and prevent diseases caused by bacteria. However, their widespread misuse has led to some bacteria evolving resistance, which is called antibiotic resistance.
The World Health Organization [WHO] says Antibiotic resistance is one of the biggest threats to global health, food security, and development today. [It] leads to longer hospital stays, higher medical costs, and increased mortality.
The impact of UTIs
UTIs are one of the most common bacterial infections. At least half of all women and 12% of men will have at least one UTI in their lifetime.
UTIs occur when bacteria enter the urinary tract. E.coli, which belongs to the Enterobacteriaceae family of Gram-negative bacteria, are responsible for 80% of community-acquired UTIs. The WHO considers resistant Enterobacteriaceae to be a critical priority.
Medical News Today spoke with the corresponding author of a recent paper Jeremiah Gassensmitt, Ph.D., an associate professor of chemistry and biochemistry at the University of Texas at Dallas; he said:
Youll find people thinking this is a disease of inconvenience, but the truth is that women with recurrent UTI routinely have to [choose] between dying or losing their bladder. The disease is terrible, and antibiotic resistance has made it largely incurable.
UTIs are linked with greater morbidity and mortality and often need longer courses of antibiotics in an attempt to resolve the infection. More than 40% of individuals experience recurrent infection.
According to the authors of the recent paper, studies have shown that 1025% of people with a UTI have contracted an infection with bacteria that are resistant to the most common antibiotic treatment: trimethoprim and sulfamethoxazole.
This failure of antibiotic treatment means the bacteria stay in the bladder. If left untreated, they can travel to the kidneys and into the bloodstream, leading to kidney infection [pyelonephritis] and urosepsis, a type of sepsis that has mortality rates of 3040%.
Cách tiếp cận toàn tế
Các nhà khoa học đã nghiên cứu các phương pháp khác nhau để phát triển vắc-xin chống lại nhiễm vi khuẩn; Cái gọi là cách tiếp cận toàn tế bào đã cho thấy kết quả đầy hứa hẹn. Các nhà khoa học đã dựa trên phương pháp này về việc sử dụng toàn bộ vi khuẩn bất hoạt.
Tuy nhiên, vắc-xin vi khuẩn toàn tế bị bất hoạt chỉ gây ra phản ứng miễn dịch yếu vì cơ thể loại bỏ các tế bào nhanh chóng .
Một nghiên cứu gần đây, xuất hiện trong ACS Nano , điều tra một cách mới để cung cấp toàn bộ tế bào vi khuẩn bất hoạt vào cơ thể để vượt qua Cần liều cao và miễn dịch ngắn hạn liên quan. .ACS NANO, investigated a new way to deliver the whole inactivated bacterial cell into the body to overcome the need for high doses and associated short-term immunity.
Trong nghiên cứu, các nhà nghiên cứu đã đọc bất hoạt E. coli Vi khuẩn trong vỏ phân hủy sinh học được tạo thành từ một "khung hữu cơ kim loại".
"Chúng tôi đã tìm ra cách để lấy thứ gì đó không truyền nhiễm ... hoặc thậm chí còn sống ... và làm cho nó bắt chước tuổi thọ của một bệnh nhiễm trùng thực tế bằng cách đặt nó vào một kho phát hành chậm làm từ các khung hữu cơ kim loại," Tiến sĩ Gassensmith nói.
Các nhà khoa học đã tiêm bất hoạt e.coli bị mắc kẹt trong một khung hữu cơ kim loại hoặc dung dịch mặn dưới da chuột và quan sát chúng trong 12 ngày. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng bẫy E. coli Ở tại chỗ tiêm trong 4 ngày so với nước muối hoặc không bị mắc kẹt E. coli . E.coli either trapped in a metal-organic framework or a saline solution under the skin of mice and observed them for 12 days. Researchers found that the trapped E. coli stayed at the injection site for 4 days longer than the saline or non-trapped E. coli.
Họ đã đo lường mức độ của các loại kháng thể liên quan đến các công thức khác nhau. Bẫy E. coli Sản xuất mức độ chống E. coli kháng thể miễn dịch [IgG] so với E. coli trong dung dịch mặn.
Trong một nghiên cứu kéo dài, các nhà khoa học đã cho chuột một liều gây chết người E. coli . Chỉ những con chuột tiêm vắc-xin sống sót. Các nhà khoa học đưa ra giả thuyết rằng đó là do mức độ tăng gấp 5 lần trong nồng độ kháng thể IGG trong huyết thanh trong những con chuột này.
Những con chuột đã nhận được một việc tiêm vắc-xin cũng đã chứng minh sự gia tăng mô chịu trách nhiệm sản xuất các tế bào tiết kháng thể tồn tại lâu dài. Những tế bào này có các hiệp hội với sự bảo vệ chống lại nhiễm trùng và khả năng miễn dịch dựa trên kháng thể dài hạn.
Ứng dụng trong tương lai
Theo Tiến sĩ Gassensmith, việc sử dụng một kho 'phát hành chậm' mà mô phỏng tốt hơn quá trình nhiễm trùng tự nhiên là khó khăn với vắc-xin. [...] Hầu hết các loại vắc-xin được làm từ các protein không tồn tại rất lâu ngồi trong một túi nhỏ dưới da đang chờ để được phát hành trong một tuần. "
"Protein nước ngoài thường được giải quyết rất nhanh bởi hệ thống miễn dịch", ông tiếp tục, "và khi hệ thống miễn dịch có thể chăm sóc một cái gì đó thực sự nhanh chóng, nó không tạo ra các kháng thể và chỉ đạo một phản ứng tế bào mạnh - đó sẽ là gì? Đó chỉ là năng lượng thêm, nó rõ ràng không cần phải chi tiêu.
Trong cuộc phỏng vấn với Mnt , Tiến sĩ Gassensmith giải thích rằng nhóm "tin tưởng mạnh rằng cách tiếp cận của chúng ta có thể dịch được vượt quá sự lây nhiễm do vi khuẩn [...]Chúng tôi đã tìm thấy một cách để vắc-xin an toàn đi chơi trong một thời gian và từ từ được cung cấp cho hệ thống miễn dịch. "MNT, Dr. Gassensmith explained that the team believe strongly that our approach is translatable beyond bacterial infection [] we have found a way to safely let vaccines hang out for a while and slowly be made available to the immune system.
Chì tác giả Tiến sĩ Nicole de Nisco vang vọng điều này, nói:
"Nghiên cứu này trên UTI là một bằng chứng về khái niệm rằng vắc-xin toàn tế tế bào có hiệu quả hơn trong mô hình Ettreme, Lethal-Sepsis này.Cho thấy điều này hoạt động chống lại UTI tái phát sẽ là một bước đột phá đáng kể. "