За разъяснениями по этой патологии мы обратились к Тихомировой Елене Владиславовне, к.м.н., акушеру-гинекологу, заведующей кафедрой «Сестринское дело» НОУ ВО МФПУ Университет Синергия, РФ, Москва.
Известно, что благодаря свойству изменчивости, микроорганизмы способны приспосабливаться к условиям среды. Бактерии и грибы вырабатывают устойчивость к применяемым против них антибиотикам и противогрибковым средствам, а вирусы мутируют, чтобы иммунная система человека не смогла их быстро распознать и уничтожить. Но, кроме того, это свойство позволяет разным видам микроорганизмов приспосабливаться к «совместному проживанию», образовывать сообщества – биопленки, существуя в которых каждый из них приобретает определенную выгоду. С точки зрения борьбы с инфекцией биопленки – это большая медицинская проблема.
Бактериальные биопленки в гинекологии
Бактериальные биопленки – основная причина развития хронических инфекционных процессов на современном этапе, с которыми сталкиваются врачи самых различных специальностей. Инфекции, обусловленные бактериями, растущими в виде биопленок, представляют проблему и для гинекологов. Хронические вагиниты и вагинозы (аэробный вагинит, бактериальный вагиноз), рецидивирующий (многократно повторяющийся) вульвовагинальный кандидоз (ВВК, молочница) – это патологии, в которых безуспешная борьба с инфекцией связана именно с наличием биопленок.
Такие симптомы как патологические выделения из влагалища, зуд, жжение во влагалище и в преддверии, болезненность при половом акте могут присутствовать в течение длительного времени (месяцев и иногда лет), проявляясь с разной степенью тяжести. Нередки случаи, когда пациентки получают несколько курсов терапии по поводу вагинитов без видимого результата [1]. При рецидивирующем течении эпизоды ВВК повторяются более 4 раз за 12-месячный период, а это 5-10% всех случаев ВВК, при том, что с данной патологией сталкиваются 70–75% женщин в течение жизни [2].
Хронические воспалительные заболевания урогенитальной сферы у женщин – это низкий уровень качества жизни, проблемы с деторождением, риск осложнений, психоэмоциональные проблемы. Поиски средств, способных воздействовать на инфекции, вызванные биопленками – крайне актуальная задача как в гинекологии, так и в медицине в целом.
Объединение для выживания
Итак, по статистике 80% хронических и рецидивирующих инфекций вызваны полимикробной биопленкой [3]. Что представляет собой биопленка и каковы ее свойства?
Биопленка (англ. biofilm) — это организованное сообщество микроорганизмов, структура и функции которого определяются членами этого сообщества. Биопленки формируются на живых (кожа, слизистые и т.д.) или инертных (катетеры, протезы, искусственные клапаны сердца) поверхностях. Для биопленок характерно генетическое разнообразие, т.к. их могут образовать представители разных видов микроорганизмов (бактерии, простейшие, грибы, вирусы), объединенные внеклеточным матриксом (структурой из полисахаридов, белков, липидов и нуклеиновых кислот) и сложными регуляторными механизмами, которые определяют условия «жизни» в сообществе.
Биопленки защищают патогенные микроорганизмы от антибиотиков, антител, бактериоцинов, неблагоприятных изменений рН, клеток иммунной системы и создают условия для дальнейшей пролиферации (распространения) микробов [1].
Формирование биопленок и выработка устойчивости у микроорганизмов к антибактериальным препаратам – вот две основные причины развития хронических инфекций, которые протекают с частыми рецидивами (возобновлением заболевания после проведенного лечения). Бактерии в биопленках значительно более устойчивы к антибиотикам, иммунным системам хозяина, бактериофагам и многим неблагоприятным факторам, чем планктонные клетки [4]. На сегодняшний день не существует лекарств, специфичных для биопленок и лечения инфекций, вызываемых сообществом смешанных видов [5]. Антибиотики, являющиеся основным средством лечения бактериальных инфекций, практически неэффективны в борьбе с микробами, растущими в виде биопленок. Устойчивость бактерий к антибиотикам растет, но биопленочная множественная лекарственная резистентность превосходит этот рост [4].
Вирусная инфекция: вдохновитель и организатор
В последнее время появляется все больше данных о роли вирусной инфекции в организации сообществ микроорганизмов. Вирусы, передаваемые половым путем, особенно герпесвирусы(вирусы простого герпеса (ВПГ 1, 2), вирус варицелла-зостер, цитомегаловирусы (ЦМВ), вирус Эпштейна—Барр (ВЭБ), вирус папилломы человека (ВПЧ)) широко распространены в человеческой популяции. Например, наличие антител к ВПГ выявляется в среднем почти у 70% среди населения в целом и приближается к 100% у пожилых людей в возрасте 65 лет и старше [6]. В подавляющем большинстве случаев вирусная инфекция не имеет выраженных проявлений, человек может и не знать, что заражен. Но при этом он передает вирус своим половым партнерам и страдает от него сам – его иммунная система находится под постоянным прессингом, и постепенно механизмы защиты истощаются. Данные подробных исследований с биопсией человеческих тканей неоднократно доказали, что ВПГ может выделяться бессимптомно, локально повреждая клетки на микроуровне. Бессимптомное генитальное выделение ВПГ связано именно с «ослепленным» иммунным ответомхозяина, которое способствует хроническому воспалению во всех половых путях [7].
Герпесвирусы способствуют созданию условий для формирования биопленок разными путями. Как уже было сказано, они влияют на общий и местный (мукозальный) иммунитет, ослабляя его (прежде всего, нарушается баланс в системе цитокинов, регуляторных белков). При ослабленном мукозальном иммунитете бактериям значительно легче прикрепляться к клеткам слизистой оболочки, задерживаться на ней. Современные исследования микромира демонстрируют, что ВПГ регулирует и управляет прилипанием к клетке и проникновением внутрь ее как грибков, так и бактерий [8].
Далее, вирусы герпеса, в частности, ВПГ-2 создает среду влагалища, которая способствует потере вагинальных лактобацилл и чрезмерному росту аномальной флоры [9]. Вагинальные лактобациллы – важнейший элемент защитной системы слизистой половых путей, они поддерживают кислую среду влагалища, в которой плохо размножаются болезнетворные микроорганизмы. При уменьшении численности лактобацилл под влиянием вируса среда становится нейтральной или щелочной, и рост патогенных бактерий ускоряется.
Кроме того, доказано, что пожизненный латентный вирусный патоген может заставить хозяина с помощью определенного молекулярного механизма организовать биопленку, в которой он берет контроль над членами микробиома [8].
Ты – мне, я – тебе
Объединяясь в биопленки, каждый вид микроорганизмов приобретает для себя выгоду.
Например, при союзе грибов Candida и ВПГ вирус позволяет создать более безопасную среду для проникновения гриба в клетки [10], а включение ВПГ в биопленку грибов снижает чувствительность вируса к химической инактивации и противостоит нейтрализующим антителам [11]. Более того, ВПГ, заключенный в биопленку Candida, становится практически неуязвимым и защищен от гибели даже если применять физические факторы (лазер) или фармакологическую терапию (ацикловир, фоскарнет) [12]. Известно, что биопленки C. albicans проявляли в 5-8 раз более высокую устойчивость ко всем противогрибковым средствам по сравнению с планктонными клетками [13].
Среди женщин, инфицированных ВПГ, частота рецидивов бактериального вагиноза в течение 12 месяцев после лечения может приближается почти к 90% [14]. То есть, присутствие вируса в бактериальном сообществе способствует хронизации инфекционного процесса.
Когда антибиотики бессильны
Поиск способа лечения хронических инфекционных рецидивирующих заболеваний – это поиск возможностей воздействия на биопленки. Одним из перспективных способов борьбы с биопленками является нарушение структурной целостности и дезорганизация биопленки с последующим высвобождением бактерий, доступных для антибактериального воздействия (биоцидные препараты, антибиотики). Высвобождаемые от протективного (защитного) барьера бактерии в последующем могут быть уничтожены [4].
В последние годы появляется все больше работ, описывающих активность в отношении биопленок природных пептидов, являющихся компонентами лейкоцитов человека и животных [1]. Одним из видов таких пептидов являются протегрины, которые способны образовывать поры в микробных мембранах, благодаря чему они обладают выраженным антибиотическим действием против широкого круга Грам+ и Грам- бактерий, грибов, в том числе против микроорганизмов с множественной лекарственной устойчивостью к антибиотикам — Neisseria gonorrhoeae и др., а также гриба Candida albicans [1]. Антимикробные пептиды протегрины являются одними из самых высокоактивных защитных пептидов животных, описанных к настоящему времени. Наиболее исследованными являются протегрин-1 и протегрин-2, входящие в состав препарата Суперлимф®, который активно применяется для лечения инфекционно-воспалительных заболеваний женского репродуктивного тракта, в том числе в комплексном лечении бактериальных вагинитов. Суперлимф® — это комплекс природных цитокинов и антимикробных пептидов (АМП), которые представляют собой белки с широким спектром высокой антимикробной, противовирусной, противогрибковой и иммуномодулирующей активности. Такие белки, если в системе иммунитета нет нарушений, вырабатываются организмом для борьбы с любой инфекцией. Неспособность микроорганизмов приобрести устойчивость к большинству АМП сделала их уникальным продуктом [15], открывающим новые возможности в борьбе с антибиотико-резистентными штаммами. Суперлимф® создан на кафедре иммунологии РНИМУ им. Н.И. Пирогова профессорами Л. В. Ковальчуком и Л. В. Ганковской. Это первый отечественный препарат регенеративной медицины, доступный в аптечной сети.
Препарат Суперлимф® действует на вирусно-бактериальные ассоциации, вызывающие вагиниты и вагинозы, благодаря:
— противовирусныму действию [16];
— противогрибковому действию [16];
— противовоспалительному действием [16, 17].
В исследованиях показано, что Суперлимф® снижает:
— рост и размножение патогенных бактерий, грибов, вирусов [16,18];
— риски рецидивов вагинитов (кандидоза и др.) и сроки лечения [16,19];
— активность симптомов: выделений, зуда, жжения, боли при половых контактах, дизурия и др. [19];
— способствует снижению в 2 раза рецидивов молочницы [2, 20].
Применение препарата Суперлимф® в комплексной терапии инфекционно-воспалительных заболеваний урогенитального тракта обеспечивает:
— повышение эффективности лечения противомикробными, противогрибковыми средствами [19];
— увеличение в 2 раза периода ремиссии [2];
— заживление и функциональное восстановление слизистой [16, 17, 21];
— восстановление микрофлоры влагалища [21, 22];
— рост и размножение лактобактерий [21, 22];
— восстановление местного иммунитета [17, 19].
В комплексной терапии вагинальных инфекций для уменьшения выраженности симптомов, снижения частоты рецидивов и удлинения периода ремиссии Суперлимф 25 ЕД назначается вагинально по 1 суппозиторию 1 раз в сутки 10-20 дней параллельно с противомикробным или противогрибковым средством, которое применяют вагинально утром или перорально. Во время менструации Суперлимф® применяют ректально.
Известно, что некоторые пептиды (в том числе и входящие в состав препарата Суперлимф®) проявляют синергизм (усиление эффективности каждого препарата при совместном применении) антибактериального действия с применяемыми в медицине антибиотиками или антисептиками [1]. Антисептики активно применяются в гинекологической практике для борьбы с хроническими инфекционными процессами, в том числе, вызванными биопленками, но частое и длительное применение этих средств не лишено побочных эффектов, связанных с повреждением слизистых оболочек. Так как использование суппозиториев, содержащих протегрины, также является перспективным для решения проблемы воздействия на биопленки, было проведено исследование по изучению эффектов совместного действия пептидов протегринов и антисептиков.
Синергизм: не простая сумма эффектов
В исследовании изучалось совместное действие химически синтезированных пептидов протегринов 1 и 2 с рядом антисептиков, применяемых в гинекологии, на бактерии в составе биопленок, сформированных грамотрицательной бактерией Escherichia coli или грамположительной — Staphylococcus aureus [1]. Практический интерес этой работы заключается в выявлении комбинаций препарата Суперлимф® с антисептиком, при которых будет обнаружено синергическое или совместное действие этих средств на жизнеспособность бактерий в составе биопленок, что позволит подобрать оптимальную схему для лечения вагинитов, повысить эффективность пептидов и одновременно снизить побочные эффекты, наблюдаемые при длительном применении антисептиков, уменьшив их концентрацию [1].
В работе использовались противомикробные пептиды протегрин-1 и протегрин-2, антисептики пронтосан, хлоргексидин, бетадин, мирамистин, флуомизин.
При анализе эффектов пептидов и антисептиков на показатели, отражающие количество суммарного материала биопленки (то есть биомассы, содержащей бактерии и компоненты внеклеточного матрикса) показано, что в исследованных диапазонах концентраций обработка пептидами или антисептиками не приводила к 100% удалению биомассы. Чтобы установить пути повышения эффективности исследуемых соединений, имеющих разный механизм антимикробного действия, провели исследование сочетанного действия пептидов и антисептиков на бактериальные биопленки для выявления случаев синергизма (совместного действия).
Можно отметить, что при сочетанном действии протегрина 2 и хлоргексидина разрушается в 2 раза больше биомассы биопленки E. сoli (которая вызывает цистит и не только), чем при индивидуальном использовании пептида, что свидетельствует об усиленном характере совместного действия. Такой же эффект наблюдается для протегрина 1 и мирамистина в отношении S. аureus (золотистый стафилококк).
Случаи синергизма были выявлены для комбинаций протегрина 1 и 2 с флуомизином, бетадином и пронтосаном против S. aureus. В отношении грамотрицательной бактерии показаны преимущественно аддитивные (комбинированное действие двух препаратов равно сумме эффектов этих препаратов, действующих независимо друг от друга) эффекты [1].
Таким образом, установлено, что при комбинированном применении пептидов и антисептиков, в первую очередь бетадина, пронтосана, а также препарата флуомизина, существенно повышается антибиопленочная активность данных соединений, что указывает на целесообразность сочетанного применения данных антимикробных средств.
Заключение
Борьба с биопленками – сложная задача, требующая научно обоснованного подхода. Антисептики способны активно воздействовать на бактериальные клетки, в большей степени угнетая жизнеспособность микроорганизмов в составе биопленки, оцениваемую по снижению показателей метаболической активности, чем действуя на открепление бактерий от поверхности [1]. Антимикробные пептиды также имеют широкий спектр действия, распространяющийся на грамотрицательные, грамположительные бактерии, в том числе антибиотикоустойчивые, а также низшие грибы, и предотвращают формирование бактериальных биопленок, но они менее эффективны в отношении уже сформированных биопленок. В связи с этим встает вопрос совместного применения антисептиков и антимикробных пептидов: на сколько повышается эффективность комбинированной терапии?
Важно отметить, что при лечении инфекционных заболеваний мочеполовой системы (циститы, вагиниты, кандидоз, и др.), связанных с образованием биопленок, применение содержащих противомикробные пептиды препаратов, в частности, лекарственного препарата Суперлимф® в комбинации с антисептическими препаратами (бетадин, хлоргексидин, мирамистин, флуомизин и др.) целесообразно из-за усиления совместного действия на патогены и биопленки. Комбинированная терапия дает лучший результат и является перспективным методом в борьбе с биопленками.
