Successful treatment of Pseudomonas aeruginosa respiratory tract infection with a sugar solution - a case report on a lectin based therapeutic principle

Zusammenfassung.

Background: Airway infections with Pseudomonas aeruginosa often represent a life-threatening event in immuno-compromised patients or patients with Cystic Fibrosis. The adhesion of this bacterium to surfaces such as the airway epithelium is mediated by two lectins, sugar binding proteins. In addition to their adhesive properties, these lectins have been shown to stop human ciliary beating thus compromising the mucociliary clearance as an important non-specific defence mechanism of the airways. Inhibition of these lectins by their specific sugars galactose and fucose, respectively, could therefore be of benefit in the elimination therapy of P. aeruginosa. Case report: An infant suffering from P. aeruginosa airway infection after chemotherapy for neuroblastoma, which could not successfully be treated by antibiotics, was subjected to a series of additional galactose/fucose inhalations, which eliminated the germ as evidenced by microbiological testing. This is the first report suggesting the effectiveness of a lectin-based therapeutic principle in P. aeruginosa airway infection. Conclusion: The competitive inhibition of P. aeruginosa lectins by the lectin specific sugars galactose and fucose may overcome particular mechanisms of bacterial resistance in patients with P. aeruginosa airway infection. This underlying biochemical mechanism and the outcome of our patient suggest a clinical benefit of this novel therapeutic approach for immunocompromised patients or patients with cystic fibrosis suffering from infection with P. aeruginosa.

Hintergrund: Atemwegsinfektionen mit Pseudomonas aeruginosa sind bei immunsupprimierten Patienten und Patienten mit zystischer Fibrose lebensbedrohlich. Die Adhäsion dieses Bakteriums an das Atemwegsepithel erfolgt mittels zweier zuckerbindender Proteine, sogenannter Lektine. Zusätzlich zu Ihrer adhäsionvermittelnden Eigenschaft lähmen diese Lektine den Zilienschlag und beeinträchtigen so die mukoziliare Clearance des Atemwegsepithels und damit einen wichtigen unspezifischen Mechanismus der Infektabwehr. Eine Hemmung dieser Lektine durch ihren spezifischen Zucker Galaktose bzw. Fucose könnte daher von Vorteil für die Elimination dieses Keimes aus den Atemwegen sein. Fallbericht: Die Therapie einer im Rahmen von Immunsuppression und unter maschineller Langzeit-Beatmung erworbene P. aeruginosa-Infektion bei einem Kind mit Neuroblastom und Zustand nach Chemotherapie war trotz langdauernder Antibiotikabehandlung nicht erfolgreich. Erst die zusätzliche Inhalation einer Zuckerlösung, bestehend aus Galaktose und Fucose, den P. aeruginosa-Lektin-spezifischen Zuckern, war in der Lage den Keim zu eliminieren, wie die wiederholte Diagnostik belegte. Dies ist der erste Bericht über eine Lektin-spezifische Therapie der P. aeruginosa-Atemwegsinfektion. Schlussfolgerung: Die kompetitive Hemmung der P. aeruginosa-Lektine durch die Lektin spezifischen Zucker Galaktose und Fucose kann dazu beitragen, die speziellen Mechanismen der bakteriellen Resistenz bei Patienten mit P. aeruginosa-Atemwegsinfektion zu überwinden. Der zugrundeliegende biochemische Mechanismus und der Erfolg der Therapie bei unserem Patienten sprechen für diesen neuen therapeutischen Ansatz in der Behandlung der P. aeruginosa-Infektion bei Patienten unter Immunsuppression oder mit zystischer Fibrose.

Key words

Respiratory infection - respiratory therapy - lectins - Pseudomonas aeruginosa

Schlüsselwörter

Respiratory infection - respiratory therapy - lectins - Pseudomonas aeruginosa

Literatur

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