Vliv erdosteinu na bakteriální biofilm − a co to znamená pro klinickou praxi?

Bakteriální biofilm jako zásadní problém v klinické praxi

Bakteriální biofilmy představují závažný problém, neboť infekce provázené jejich vznikem vedou k vleklým, recidivujícím a těžko léčitelným stavům málo citlivým na antimikrobiální terapii. Snaha řady vědeckých týmů je proto zacílena na možnosti prevence vzniku biofilmů a na vývoj nových strategií zvyšujících účinnost dostupné léčby. Vzhledem k unikátním vlastnostem biofilmu totiž jednoduchá antibiotická (ATB) monoterapie nepřináší požadované výsledky.

Důvodem je jak ochranný vliv extracelulární polymerní matrix, která obaluje buňky patogenních organismů a znesnadňuje prostup ATB biofilmem (případně vede přímo k inhibici jejich účinku například pomocí enzymů), tak heterogenita složení biofilmu z hlediska metabolického stavu jednotlivých buněk. Ze závěrů studií plyne, že buňky biofilmu mohou být až 1000× odolnější k účinku ATB než buňky volně plovoucí. Zároveň může svou roli sehrávat i rozdílná exprese některých genů v planktonních buňkách a buňkách přisedlých v biofilmu.

Mechanismus působení erdosteinu

Erdostein je perorální mukomodulační látka. Jedná se o proléčivo, které se v organismu přeměňuje na aktivní metabolity (zvláště Met 1) obsahující thiolovou (sulfhydrylovou) skupinu. Účinkem volných thiolových skupin dochází k rozrušení disulfidových můstků glykoproteinů přítomných v bronchiálním hlenu a ke snížení jeho viskozity a elasticity. Léčivo také podporuje mukociliární transport.

Thiolové skupiny zodpovídají rovněž za antioxidační vlastnosti metabolitů erdosteinu, neboť vychytávají volné kyslíkové radikály a zároveň zabraňují jejich tvorbě. Popsány jsou i protizánětlivé účinky erdosteinu – experimentálně byl potvrzen pokles hladin prozánětlivých cytokinů, například interleukinů IL-6 a IL-8 nebo tumor nekrotizujícího faktoru alfa (TNF-α).

Potenciace efektu ATB

Z pohledu aplikace erdosteinu v terapii infekcí spojených s tvorbou biofilmů jsou zásadní studie, jež potvrdily jeho schopnost zlepšit penetraci některých typů antibiotik (například amoxicilinu, klarithromycinu či ciprofloxacinu) do biomasy biofilmu a zajistit tak jejich vyšší účinnost. Přesný mechanismus, který vede k zvýšení účinnosti ATB vůči biofilmu, však zatím nebyl objasněn.

Předpokládá se souhra několika faktorů. První z nich souvisí se schopností biologicky aktivních metabolitů erdosteinu ovlivňovat disulfidové můstky. Extracelulární matrix biofilmu, stejně jako bronchiální hlen, totiž obsahuje řadu disulfidových vazeb, jež přispívají ke stabilizaci struktury jejích komponent. Ovlivnění struktury extracelulární matrix biofilmu může napomáhat lepšímu prostupu a efektu ATB. Dalším faktorem je antioxidační aktivita erdosteinu, neboť oxidační stres ovlivňuje produkci extracelulární matrix. Účinnost ATB při léčbě infekcí spojených s tvorbou biofilmu je umocněna i potenciálem erdosteinu negativně ovlivnit schopnost bakterií adherovat ke sliznici dýchacích cest. Za tento antiadhezivní efekt jsou opět zodpovědné thiolové skupiny, které oslabují vazby, pomocí nichž jsou bakterie fimbriemi vázány k povrchu epitelu.

Závěr

Řada detailů souvisejících s mechanismem působení erdosteinu společně s antibiotickou léčbou u infekcí spojených s tvorbou biofilmu musí být teprve objasněna. A není pochyb o tom, že dosažené výsledky se budou lišit v závislosti na patogenním organismu i složení extracelulární matrix biofilmu. Již nyní se však na základě stávajících poznatků jeví jako opodstatněná a důležitá součást terapie těchto onemocnění erdostein.

(eub)

Zdroje:
1. Pani A., Lucini V., Dugnani S., Scaglione F. Erdosteine enhances antibiotic activity against bacteria within biofilm. Int J Antimicrob Agents 2022 Mar; 59 (3):106529, doi: 10.1016/j.ijantimicag.2022.106529. 
2. Šimůnková M. Mukolytika v časné intervenci chronické obstrukční plicní nemoci. Remedia 2022; 32 (3): 294−298.
3. Lapka M. Aktuální terapeutické možnosti erdosteinu. Pediatrie pro praxi 2021; 22 (1): 12−15. 
4. SPC Erdomed. Dostupné na: www.prehledy.sukl.cz/prehledy/v1/dokumenty/16310