Кофеїн знижує ефективність антибіотиків проти кишкової палички

Дослідники з Тюбінгенського університету та Вюрцбурзького університету в Німеччині зробили несподіване відкриття щодо впливу повсякденних речовин на ефективність антибіотиків. Вчені встановили, що інгредієнти нашого щоденного раціону, зокрема кофеїн, можуть впливати на стійкість бактерій до антимікробних препаратів.

У ході систематичного дослідження професор Ана Ріта Брочадо та її колеги вивчили вплив 94 різних речовин на бактерії Escherichia coli. До переліку досліджуваних сполук увійшли антибіотики, рецептурні ліки та харчові інгредієнти. Науковці зосередили увагу на тому, як ці речовини впливають на експресію ключових генних регуляторів та транспортних білків кишкової палички.

Транспортні білки виконують функцію пор та насосів у бактеріальній оболонці, контролюючи які речовини потрапляють у клітину або покидають її. Точно налаштований баланс цих механізмів має вирішальне значення для виживання бактерій. Дослідники виявили, що бактерії, такі як кишкова паличка, організовують складні регуляторні каскади для реакції на хімічні стимули з навколишнього середовища, що може впливати на ефективність антимікробних препаратів.

Аспірант Крістоф Бінсфельд пояснив результати дослідження: «Наші дані показують, що кілька речовин можуть тонко, але систематично впливати на генну регуляцію у бактерій. Результати свідчать, що навіть повсякденні речовини без прямого антимікробного ефекту, наприклад, напої з кофеїном, можуть впливати на певні генні регулятори, які контролюють транспортні білки, тим самим змінюючи те, що потрапляє в бактерію та виходить з неї».

Особливо цікавим виявився механізм дії кофеїну на кишкову паличку. Професор Ріта Брочадо додала: «Кофеїн запускає каскад подій, що починається з генного регулятора Rob і завершується зміною кількох транспортних білків у Escherichia coli, що в свою чергу призводить до зниженого поглинання антибіотиків, таких як ципрофлоксацин. Це призводить до того, що кофеїн послаблює дію цього антибіотика».

Дослідники описують це явище як «антагоністичну взаємодію». Кофеїн не лише не допомагає антибіотику боротися з інфекцією, а й активно перешкоджає його ефективності. Механізм цієї дії полягає в тому, що кофеїн впливає на транспортні системи бактеріальної клітини, зменшуючи кількість антибіотика, який може потрапити всередину бактерії.

Цікаво, що цей ослаблюючий ефект певних антибіотиків не був виявлений у Salmonella enterica, патогена, тісно споріднена з кишковою паличкою. Це демонструє, що навіть у схожих видах бактерій одні й ті ж стимули навколишнього середовища можуть призводити до різних реакцій, можливо, через відмінності в транспортних шляхах або їх внеску в поглинання антибіотиків.

Професор Карла Поллманн з університету Дошиша прокоментувала значення дослідження: «Такі фундаментальні дослідження впливу речовин, що споживаються щодня, підкреслюють життєво важливу роль науки в розумінні та вирішенні реальних проблем. Дослідження робить важливий внесок у розуміння так званої стійкості до антибіотиків „низького рівня“, яка обумовлена не класичними генами стійкості, а регуляцією та адаптацією до навколишнього середовища».

Результати дослідження можуть мати значні наслідки для майбутніх терапевтичних підходів. Зокрема, вони можуть вплинути на рекомендації щодо того, що приймати під час лікування і в якій кількості, а також чи слід приділяти більшу увагу іншим лікам або харчовим інгредієнтам під час антибіотикотерапії.

Дослідження показує, що взаємодія між харчовими речовинами та лікарськими препаратами може бути значно складнішою, ніж раніше вважалося. Це відкриття може змусити медичних працівників переглянути рекомендації для пацієнтів, які приймають антибіотики, особливо щодо споживання кави та інших кофеїновмісних напоїв.

Важливість цього дослідження полягає також у тому, що воно розширює розуміння механізмів антибіотикорезистентності. Традиційно увага зосереджувалася на генетичних мутаціях, які робили бактерії стійкими до антибіотиків. Однак це дослідження показує, що навколишні фактори, включаючи речовини з їжі та напоїв, також можуть впливати на ефективність антимікробної терапії.

Результати дослідження опубліковані в науковому журналі PLoS Biology. Робота була проведена командою дослідників під керівництвом Крістофа Бінсфельда та інших співавторів. Дослідження представляє собою систематичний скринінг, який дозволив виявити раніше невідомі взаємодії між повсякденними речовинами та бактеріальними системами.

Це відкриття може стати основою для розробки нових стратегій лікування інфекційних захворювань, а також для створення рекомендацій щодо дієти під час антибіотикотерапії. Розуміння того, як харчові речовини впливають на ефективність ліків, може допомогти оптимізувати лікування та зменшити ризик розвитку антибіотикорезистентності.