Antibioticaresistentie is een wereldwijd groeiend en lastig aan te pakken probleem. Veel onderzoek wordt gedaan naar manieren om resistente pathogenen weer gevoelig te maken voor bestaande antibiotica. Zo zou vitamine K2 mogelijk de potentie hebben om als adjuvans de effectiviteit van antibiotica te verbeteren. Recente preklinische studies wijzen hierop.
De meest bedreigende resistente pathogenen behoren tot de zogenaamde ‘ESKAPE’ pathogenen: Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus (MRSA), Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa en Enterobacter-soorten. Deze groep pathogenen is in staat om te ontsnappen aan de werking van vrijwel alle gebruikelijke antibiotica [1].
Synergisme tussen vitaminen en antibiotica
Verschillende experimentele studies laten zien dat vitaminen (B-vitaminen, vitamine C, vitamine E en vitamine K) resistente pathogenen gevoeliger kunnen maken voor de werking van antibiotica.
Zo testten Pakistaanse onderzoekers de invloed van vitaminen op de minimum remmende concentratie (MIC)1 van diverse antibiotica bij resistente Acinetobacter baumannii-stammen en bij MRSA (meticilline-resistente Staphylococcus aureus). Een bepaalde mate van verlaging van de MIC duidt op een synergistisch effect.
In deze test vertoonden alle onderzochte vitaminen in meer of mindere mate een synergistische activiteit. Daarbij hadden vitamine K en E de sterkste synergistische werking met de antibiotica tegen A. baumannii. Vooral vitamine K vertoonde een opmerkelijke synergistische activiteit. De gebruikte antibiotica waren piperacilline/tazobactam, imipenem en doripenem. Volgens de onderzoekers wijst dit erop dat behandeling met antibiotica tegen hoog-resistente bacteriën succesvoller zou kunnen zijn wanneer ze gecombineerd worden met vitaminen [2].
Remming effluxpompen
In respons op blootstelling aan sub-lethale doses van antibiotica verhogen bacteriën de productie van effluxpompen. Dit is een veelvoorkomend resistentiemechanisme bij bepaalde pathogene bacteriesoorten. Effluxpompen zitten in de celwand van bacteriën. Het zijn membraangebonden transporters die opgenomen antibiotica (en andere schadelijke stoffen) de bacteriecel uitpompen.
Acinetobacter baumannii is een bekend voorbeeld van pathogenen die diverse typen effluxpompen aanmaken, waardoor ze multiresistent zijn of zelfs bijzonder resistent. Deze zogenaamde ‘superbugs’ kunnen bijvoorbeeld ziekenhuisinfecties veroorzaken, zoals pneumonie, sepsis en wondinfecties.
Mogelijk kwam het bovengenoemde synergistische effect van vitamine K2 met antibiotica tot stand via remming van deze effluxpompen. Iraanse onderzoekers hebben namelijk aangetoond dat vitamine K2 een remmend effect kan hebben op effluxpompen. Zij toonden dit aan bij S. aureus [3].
De onderzoekers gebruikten klinische isolaten van S. aureus, afkomstig uit 460 monsters van patiënten. Een aanzienlijk deel hiervan bleek fluorochinolonen/meticillineresistent (QR-MRSA), multidrug-resistent (MDR), of bijzonder resistent (BRMO) te zijn. Bij MDR is er resistentie voor tenminste 1 antibioticum uit drie of vier verschillende antibiotica-klassen. Bij BRMO (bijzonder resistente micro-organismen) is er resistentie voor tenminste 1 antibioticum uit nagenoeg alle antibiotica-klassen.
Incubatie van de isolaten met vitamine K2 gaf een sterke onderdrukking van verschillende genen die nodig zijn voor de aanmaak van diverse effluxpompen. Met name voor remming van fluorochinolon-effluxpompen in S. aureus was vitamine K2 de beste optie. Bovendien bleek vitamine K2 een goede optie voor remming van MDR- en BRMO-stammen [3].
Ook vitamine E kan effluxpompen remmen, zoals aangetoond is bij Klebsiella pneumoniae, Campylobacter jejuni en Campylobacter coli [4].
Conclusie
Preklinische studieresultaten laten veelbelovende synergistische effecten zien wanneer antibiotica gecombineerd worden met vitamine K2 of vitamine E. Meer onderzoek is nodig om te zien of dit een strategie kan opleveren die kan leiden tot vermindering van antibioticaresistentie bij patiënten.
1 De minimum remmende concentratie is de laagste concentratie, uitgedrukt in mg/l, die onder gedefinieerde in vitro condities de groei van bacteriën verhindert binnen een gedefiniëerde tijdsduur.
Referenties:
- NO-ESKAPE New Strategies for Overcoming the ESKAPE Pathogens. Natural product inspired antibiotics to address resistance.
https://www.universiteitleiden.nl/en/research/research-projects/science/ibl-no-eskape-new-strategies-for-overcoming-the-eskape-pathogens - Shahzad S, Ashraf MA, Sajid M, et al. Evaluation of synergistic antimicrobial effect of vitamins (A, B1, B2, B6, B12, C, D, E and K) with antibiotics against resistant bacterial strains. J Glob Antimicrob Resist. 2018 Jun;13:231-236.
- Pasandideh NK, Tahmasebi H, Dehbashi S, et al. Inhibitory activities of vitamins K2 against clinical isolates of quinolone-resistant and methicillin-resistant Staphylococcus aureus (QR-MRSA) with different multi-locus sequence types (MLST), SCCmec, and spa types. Eur J Med Res. 2022 Dec 17;27(1):295.
- Hartmann MS, Mousavi S, Bereswill S, et al. Vitamin E as promising adjunct treatment option in the combat of infectious diseases caused by bacterial including multi-drug resistant pathogens – Results from a comprehensive literature survey. Eur J Microbiol Immunol (Bp). 2020 Nov 5;10(4):193-201.
Bron: Springfield Nutra