Исследователи в Ирландии разработали биоинспирированное противомикробное лечение, которое может быстро убивать устойчивые к лекарствам бактерии. Лечение состоит из йодо-тиоцианатных комплексов, которые вдохновлены ферментами и реактивными молекулами, вырабатываемыми нашей иммунной системой.
Устойчивость микробов к антибиотикам и биоцидам растет, и наша способность эффективно лечить бактериальные инфекции и заражения находится под угрозой. Важно, чтобы ученые разрабатывали новые антибиотики, но нам также нужны новые стратегии борьбы с бактериальным загрязнением, которые не зависят от антибиотиков.
«Рост «супербактерий» оставляет клиническому сообществу быстро сокращающееся количество вариантов лечения инфекционных заболеваний и предотвращения распространения устойчивых бактерий, например, в больницах», - объясняет профессор Винсент О'Флаэрти. из Национального университета Ирландии в Голуэе, соавтора исследования, недавно опубликованного в Frontiers in Microbiology.
Внутрибольничные инфекции являются серьезной проблемой для пожилых или немощных пациентов. Если инфекция устойчива к антибиотикам, это может привести к серьезному заболеванию или смерти. Бактериальное заражение может произойти на медицинских устройствах, таких как катетеры, которые внедряются в пациентов. Бактерии имеют тенденцию скапливаться на этих имплантатах и образовывать слизистые слои, называемые биопленками, и биопленки могут также образовываться на хронических ранах, ухудшая заживление ран. Биопленки особенно устойчивы к стратегиям обеззараживания.
Имея это в виду, исследователи приступили к разработке эффективного антибактериального лечения, черпая вдохновение из встречающихся в природе ферментов пероксидазы, которые играют роль в иммунной защите от бактериальных инфекций. Пероксидазы могут продуцировать высокореактивные окисленные молекулы в присутствии перекиси водорода. Естественно присутствующие в выделениях организма, таких как слюна, молоко и слезы, эти высокореактивные вещества могут вызывать повреждение бактериальных клеток, что приводит к их гибели.
Однако ферменты дороги и непрактичны для производства в количествах, необходимых для широко используемого антибактериального лечения. Итак, исследователи придумали бесферментную систему, состоящую из перекиси водорода и двух окисляемых веществ, йодида и тиоцината. Эти йод-тиоцианатные комплексы производят высокореактивные противомикробные вещества без фермента пероксидазы.
Команда проверила способность комплексов убивать различные бактериальные штаммы, в том числе MRSA, устойчивый к антибиотикам штамм. Для этого они обрабатывали бактерии в клеточных суспензиях, где бактериальные клетки свободно плавают, или в биопленках. Они также проверили, стали ли бактерии устойчивыми к комплексам, инкубируя их с небольшими дозами с течением времени.
Комплексы вызывали быструю гибель бактерий у всех испытанных штаммов, в некоторых случаях убивая бактерии в течение 30 секунд, даже в малых дозах. Они могли убивать как свободно плавающие бактерии, так и бактерии в биопленках, что позволяет предположить, что их можно использовать для обеззараживания в различных ситуациях. Наконец, комплексы также были эффективны против MRSA, и протестированные бактерии не выработали резистентность с течением времени.
Антибиотики часто воздействуют на один конкретный участок бактерии. Включая два окисляемых вещества, комплексы производят коктейль антимикробных молекул, одновременно повреждая несколько бактериальных участков. Это означает, что бактерии вряд ли выработают устойчивость к комплексам.
Команда надеется, что комплексы можно будет применять в качестве дезинфицирующего средства или даже использовать для непосредственного лечения инфицированных ран.«Нам нужно будет оценить безопасность и пригодность комплексов для использования на людях или на людях», - говорит О'Флаэрти. «Нам также необходимо разработать системы доставки для развертывания лечения в различных условиях, которые в настоящее время поражены устойчивыми к антибиотикам бактериями». Список потенциальных применений включает предоперационные промывания кожи, дезинфекцию больничных поверхностей и инструментов, уход за ранами, лечение язв и обеззараживание медицинских устройств..