Антибіотики не просто так призначають курсом — при нездужанні або в будь-якій кількості їх приймати не можна. В іншому випадку, у хвороботворних бактерій розвивається стійкість до антибіотиків, через що вмирають люди. Однак американські вчені придумали унікальні нанопрепарати, які можуть вирішити проблему резистентності бактерій.
За оцінками центрів з контролю і профілактики захворювань США, понад 2,8 мільйона американців щорічно страждають від інфекцій, стійких до антибіотиків. З них понад 35 000 людей помирають.
Для вирішення цієї загальносвітової проблеми, група вчених з Центру медичних наук Техаського технологічного університету (TTUHSC) провели дослідження, щоб визначити, чи можуть нові препарати — наноактибіотики — знищувати стійкі патогени, не зачіпаючи здорові клітини організму.
Попередні дослідження показали, що гідрофобність (здатність молекули відштовхувати воду) і гідрофільність (здатність молекули притягувати воду і розчинятися в ній) по-своєму впливають на клітини. Чим більш гідрофобним є середовище, тим важче бактеріям в ньому вижити. Однак в таких умовах можуть гинути і здорові людські клітини.
Тому команда дослідників в якості нових антибіотиків використовувала наночастинки – наноантибіотики – власного виробництва, що представляють собою амфіпатичні молекули, одна частина яких є гідрофобною, а інша — гідрофільною. Конкретно наноантибіотики виглядають як крихітні гідрофобні сфери, на поверхні яких розташовується безліч гідрофільних полімерних щетинок.
Ці синтетичні сполуки призначені для знищення бактерій шляхом руйнування мембран – практично так само, як це роблять антимікробні пептиди, але трохи по-іншому. Відмінність полягає самому способі боротьби з бактеріями — наноантибіотики пошкоджують бактеріальні мембрани, а не клітини ссавців.
- Вчені: «Нічні» травми заживають удвічі важче
- Вчені назвали країни, в яких вищий шанс померти від падіння космічного сміття
- Вчені придумали, як застосувати небезпечний токсин для боротьби з раком
Основна проблема використання амфіпатичних молекул полягає в тому, що вченим складно знайти баланс між їх гідрофобністю і гідрофільністю, щоб знизити токсичність цих молекул для наших власних клітин.
Вчені Техаського технологічного університету в рамках свого дослідження змогли отримати кілька важливих результатів.
Вони змогли вирішити проблему тонкої межі гідрофобності і гідрофільності молекул, про яку говорилося вище.
Фахівці зробили так, щоб гідрофільні полімери або гідрофобні частинки в складі наноантибіотиків не могли самі по собі вбивати бактерії. Вони здатні знищувати їх тільки в тому випадку, якщо прикріплені до спеціальної наноструктури.
Вчені з’ясували, що на ступінь активності наноантибіотиків впливає їх розмір — ті сфери, чий розмір становить 50 нанометрів і менше, здаються набагато більш активними, ніж ті, чий розмір перевищує 50 нанометрів.
Ці відкриття важливі, тому що використання наноантибіотиків для знищення бактерій може запобігти розвитку бактеріальної резистентності. Тобто, бактеріям практично неможливо виробити нову стійкість до них.