Бактериальные инфекции, поражающие кишечник, могут вызывать состояния, варьирующиеся от неприятных до смертельных. Хотя легко обвинить бактерии, на самом деле именно токсины, которые производят бактерии, вызывают воспаление, диарею, лихорадку и судороги. Стратегии лечения обычно включают неизбирательное применение антибиотиков, которые убивают полезные для здоровья кишечные бактерии вместе с болезнетворными микробами. Теперь исследователи сообщают о разработке микрогелевого поглотителя, который воздействует на токсины, а не на бактерии.
Исследователи представят свою работу сегодня на 255-м Национальном собрании и выставке Американского химического общества (ACS).
«Мы хотим разработать новую терапию, основанную на удалении токсинов, а не на уничтожении как хороших, так и плохих бактерий», - говорит Александр Кюне, доктор философии. «Таким образом, воспаление можно уменьшить, поддерживая естественную кишечную флору и удерживая вредные бактерии в страхе».
Около трех десятилетий назад, говорит Кюне, ученые разработали частицу, которая использовала электронный заряд для связывания токсинов в кишечнике. По его словам, он дошел до стадии клинических испытаний, но имел слишком много неспецифических целей для дальнейшей разработки. Однако эта идея легла в основу текущего проекта команды Кюне. «Наши сотрудники в больнице ежедневно принимают пациентов с тяжелыми бактериальными инфекциями», - говорит Кюне из Института интерактивных материалов им. Лейбница (Германия). «Мы хотели пересмотреть подход к удалению токсинов и разработать альтернативу лечению антибиотиками».
Исследователи начали исследовать частицы микрогеля как способ улавливания и удаления токсинов из кишечника. Микрогели состоят из полиэтиленгликолевой матрицы, изготовленной по микрофлюидной технологии. Этот метод дает возможность включать молекулы, связывающие токсины, непосредственно в матрицу микрогеля.
В качестве пробного примера исследователи предприняли шаги по разработке микрогеля, который воздействует на токсины C. difficile, вида бактерий, которые трудно уничтожить и которые могут быть смертельными. C. difficile может вызывать спазмы, лихорадку и, чаще всего, водянистую диарею, которая может привести к сильному обезвоживанию.
С. difficile продуцирует несколько токсинов, в том числе белок лектин, являющийся мишенью для связывания микрогеля. Лектины включают область, которая связывается с гликанами, сахарами, украшающими поверхность клеточных мембран. Команда Кюне включила гликановый мотив в микрогели и проверила, будет ли лектин прилипать к сахарам, связанным с микрогелем. «Мы увидели, что молекулы лектина хорошо поглощаются микрогелями», - говорит Кюне. «Теперь у нас есть тест, можем ли мы связывать настоящие токсины."
В будущих исследованиях команда Кюне планирует включить молекулы в микрогели, которые, как известно, разлагают и инактивируют токсины.