Efekat erdosteina na bakterijski biofilm – i šta to znači za kliničku praksu?

Jedna od supstanci koja bi mogla da utiče na uspeh terapija infekcija povezanih sa formiranjem biofilma u budućnosti je erdostein. To je lek koji se koristi u terapiji i akutnih i hroničnih oboljenja respiratornog sistema (uključujući hroničnu opstruktivnu bolest pluća) obično praćenih povećanom proizvodnjom sluzi. Posreduje svoj efekat kroz nekoliko mehanizama koji takođe mogu uticati na bakterijski biofilm.

Bakterijski biofilm kao fundamentalni problem u kliničkoj praksi

Bakterijski biofilmi predstavljaju ozbiljan problem, jer infekcije praćene njihovim formiranjem dovode do dugotrajnih, rekurentnih i teško izlečivih stanja koja nisu mnogo osetljiva na antimikrobnu terapiju. Napori brojnih naučnih timova su stoga usmereni na mogućnosti sprečavanja stvaranja biofilma i na razvoj novih strategija koje povećavaju efikasnost dostupnih tretmana. Zbog jedinstvenih svojstava biofilma, monoterapija jednostavnim antibiotikom (ATB) ne donosi željene rezultate.

Razlog je i zaštitni efekat ekstracelularnog polimernog matriksa, koji obavija ćelije patogenih organizama i otežava prolazak ATB-a kroz biofilm (ili dovodi direktno do inhibicije njihovog dejstva, na primer pomoću enzima), i heterogenost sastava biofilma u pogledu metaboličkog stanja pojedinih ćelija. Zaključci studija pokazuju da ćelije biofilma mogu biti i do 1000 puta otpornije na dejstvo ATB-a od slobodno plutajućih ćelija. U isto vreme, diferencijalna ekspresija nekih gena u planktonskim ćelijama i sesilnim ćelijama u biofilmu takođe može igrati ulogu.

Mehanizam delovanja erdosteina

Erdostein je oralni mukomodulirajući agens. To je prolek koji se u telu transformiše u aktivne metabolite (posebno Met 1) koji sadrže tiol (sulfhidril) grupu. Usled dejstva slobodnih tiolnih grupa, disulfidni mostovi glikoproteina prisutnih u bronhijalnoj sluzi su poremećeni i njen viskozitet i elastičnost su smanjeni. Lek takođe promoviše mukocilijarni transport.

Tiolske grupe su takođe odgovorne za antioksidativna svojstva metabolita erdosteina, jer apsorbuju slobodne radikale kiseonika i istovremeno sprečavaju njihovo stvaranje. Opisani su i antiinflamatorni efekti erdosteina – eksperimentalno je potvrđeno smanjenje nivoa proinflamatornih citokina, na primer interleukina IL-6 i IL-8 ili faktora tumorske nekroze alfa (TNF-a).

Potenciranje ATB efekta

Sa stanovišta primene erdosteina u terapiji infekcija povezanih sa stvaranjem biofilma, studije koje su potvrdile njegovu sposobnost da poboljša prodiranje određenih vrsta antibiotika (na primer amoksicilina, klaritromicina ili ciprofloksacina) u biomasu biofilma i na taj način obezbediti njihovu veću efikasnost su od suštinskog značaja. Međutim, tačan mehanizam koji dovodi do povećane efikasnosti ATB-a protiv biofilma još nije razjašnjen.

Pretpostavlja se da je međudejstvo nekoliko faktora. Prvi od njih se odnosi na sposobnost biološki aktivnih metabolita erdosteina da utiču na disulfidne mostove. Ekstracelularni matriks biofilma, baš kao i bronhijalna sluz, sadrži niz disulfidnih veza koje doprinose stabilizaciji strukture njegovih komponenti. Uticaj na strukturu ekstracelularnog matriksa biofilma može pomoći boljem prodiranju i efektu ATB-a. Drugi faktor je antioksidativna aktivnost erdosteina, pošto oksidativni stres utiče na proizvodnju ekstracelularnog matriksa. Efikasnost ATB-a u lečenju infekcija povezanih sa formiranjem biofilma je poboljšana potencijalom erdosteina da negativno utiče na sposobnost bakterija da prianjaju na sluzokožu respiratornog trakta. Tiolne grupe su opet odgovorne za ovaj anti-adhezivni efekat, koji slabi veze pomoću kojih se bakterije fimbrijama vezuju za površinu epitela.

Zaključak

Brojni detalji koji se odnose na mehanizam delovanja erdosteina zajedno sa lečenjem antibiotika kod infekcija povezanih sa formiranjem biofilma tek treba da budu razjašnjeni. I nema sumnje da će postignuti rezultati varirati u zavisnosti od patogenog organizma i sastava ekstracelularnog matriksa biofilma. Međutim, na osnovu postojećih nalaza, erdostein se čini kao opravdan i važan deo terapije ovih bolesti.

Literatura:

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. Mucolytics in the early intervention of chronic obstructive pulmonary disease. Remedia 2022; 32 (3): 294−298.
3. Lapka M. Current therapeutic possibilities of erdostein. Pediatrics for Practice 2021; 22 (1): 12−15. 
4. SPC Erdomed. Available at:  www.prehledy.sukl.cz/prehledy/v1/dokumenty/16310