Background image Background image darkmode

Combinatorials

Infections with antibiotic-resistant bacteria are a major threat to public health. Due to globalisation and poor use of antibiotics, resistance is spreading rapidly. Moreover, few new antibiotics have come onto the market in the last 20 years.

Aim

In this international project, researchers have been using the latest high-throughput screens to look for new combinations of drugs that can effectively kill resistant pathogenic bacteria and to look for drugs that can prevent the spread of antibiotic resistance.

Methods

Combinations of drugs can help combat multidrug-resistant bacterial infections, but they remain largely unexplored and are rarely used in clinics. Nearly 3,000 combinations of antibiotics, human-targeted drugs, and food additives were profiled in 6 strains of three Gram-negative pathogens—Escherichia coli, Salmonella enterica serovar Typhimurium, and Pseudomonas aeruginosa—to establish general principles for antibacterial drug combinations and understand their potential.

Results

Within this project a number of important discoveries have been made and several new drug combinations have been found to be effective against multi-drug-resistant clinical strains. Furthermore, a high-throughput screen found specific inhibitors that exploit the so-called competence process in the important human pathogen Streptococcus pneumoniae. Competence allows the pneumococcus to rapidly exchange antibiotic-resistant genes with each other. In this screen we have found some potent competence blockers that are highly effective in preventing horizontal gene transfer.

Continuation

The results gained in this project now form the basis of new research and show that it is not necessarily required to discover new drugs, but that existing drugs in certain combinations can be used effectively. Future research will show whether such combinations can be successfully used in antibiotic therapy in human patients.

Products

Title: Means and methods for reducing or avoiding antibiotic resistance and spread of virulence in human pathogens
Author: Arnau Domenech and Jan-Willem Veening

Reports


Endreport

Infecties met antibioticaresistente bacteriën vormen een grote bedreiging voor de volksgezondheid. Door de globalisering en slecht gebruik van antibiotica, verspreid resistentie zich razendsnel. Bovendien zijn er weinig nieuwe antibiotica op de markt gekomen de afgelopen 20 jaar. In dit internationale project zijn onderzoekers met behulp van de allernieuwste ‘high-throughput screens’ op zoek gegaan naar nieuwe combinaties van drugs die effectief resistente ziekteverwekkende bacteriën kunnen doden en op zoek gegaan naar drugs die verspreiding van antibiotica resistentie tegen kunnen gaan. Binnen dit project zijn een aantal belangrijke ontdekkingen gedaan en verschillende nieuwe drug combinaties zijn gevonden die effectief bleken te zijn tegen multi-drug-resistente klinische stammen (Brochado et al. 2018 Nature). Verder heeft een high-throughput screen specifieke inhibitors gevonden die aangrijpen op het zogenaamde competentie proces in de belangrijke menselijke pathogeen Streptococcus pneumoniae. Competentie stelt de pneumokok in staat om snel antibiotica-resistentie genen met elkaar uit te wisselen. In deze screen hebben we enkele potente blokkers van competentie gevonden die zeer effectief horizontale gen overdracht tegen gaan (Domenech en Veening, Patent Application WO/2018/070874). De resultaten opgedaan in dit project vormen nu de basis van nieuw onderzoek en laat zien dat het niet perse noodzakelijk is om nieuwe drugs te ontdekken maar dat bestaande drugs in bepaalde combinaties als effectieve medicijnen gebruikt kunnen worden. Toekomstig onderzoek moet uitwijzen of combinatie therapie ook effectief werkt in (menselijke) patiënten.
Infecties met antibioticaresistente bacteriën vormen een grote bedreiging voor de volksgezondheid. Door de globalisering en slecht gebruik van antibiotica, verspreid resistentie zich razendsnel. Bovendien zijn er weinig nieuwe antibiotica op de markt gekomen de afgelopen 20 jaar. In dit internationale project gaan onderzoekers met behulp van de allernieuwste ‘high-throughput screens’ op zoek naar nieuwe combinaties van drugs die effectief resistente ziekteverwekkende bacteriën kunnen doden. Actieve combinaties worden getest voor toxiciteit in menselijke cellen en voor de effectiviteit in geschikte diermodellen. Het is voorzien dat de kennis opgedaan in dit project direct gebruikt kan worden voor het bestrijden van infecties door resistente bacteriën. Prelimaire resultaten zijn veelbelovend en nieuwe effectieve antibiotica combinaties zijn reeds geidentificeerd.

Features

  • Project number:
    205410002
  • Duration: 100%
    Duration: 100 %
    2016
    2019
  • Part of programme:
  • Related funding round:
  • Project lead and secretary:
    Prof. dr. J.W. Veening
  • Responsible organisation:
    Rijksuniversiteit Groningen