Бактерии научились защищаться от антибиотиков. Нашим секретным оружием может стать… золото

18 ноября 2021, 07:03
НВ Премиум
Цей матеріал також доступний українською
Наночастицы золота могут ослаблять защиту антибиотикорезистентных бактерий (Фото:Universal Eye / Unsplash)

Наночастицы золота могут ослаблять защиту антибиотикорезистентных бактерий (Фото:Universal Eye / Unsplash)

Крошечные частицы золота могут стать супероружием против бактерий, устойчивых к антибиотикам.

В свое время антибиотики стали спасителем человечества. Туберкулез, гонорея, сифилис, пневмония — неполный список опасных болезней, которые были побеждены при помощи антибиотиков.

Видео дня

Однако за неполные 100 лет их использования некоторые бактерии адаптировались и выработали антибиотикорезистентность — невосприимчивость к лекарствам.

Сейчас существуют тысячи различных антибиотиков, однако используется лишь малая часть из них. Большинство антибиотиков стали неэффективными, поскольку бактерии адаптировались и научились защищаться от них.

Логично предположить, что нам нужно продолжить синтезировать новые лекарства, к которым бактерии не могли выработать защиту. Однако все не так просто — на разработку нового препарата уходят годы, а то и десятки лет, и миллиарды долларов. Мы банально не будем поспевать за мутациями бактерий.

Во Всемирной организации здравоохранения утверждают, что, если мы не найдем выход из ситуации, к 2050 году в мире будут умирать по 10 млн человек в год из-за резистентных болезней. Там называют проблему «одной из самых больших угроз глобальной безопасности и развитию в области здравоохранения».

Поиск новых способов уничтожения бактерий — это правильный подход. Однако не нужно постоянно гнаться за чем-то далеким или пытаться изобрести новые виды антибиотиков — иногда достаточно просто попробовать сделать что-то, что поможет уже существующим антибиотикам преодолевать выработанную защиту бактерий.

Например, недавно мы писали о первом суперантибиотике, который был найден при помощи ИИ — халицине. Он способен справляться даже с теми бактериями, которые выработали антибиотикорезистентность.

Еще одним потенциальным решением проблемы может оказаться материал, который уже давно ценится среди людей, однако точно не как потенциальное лекарство.

Уже несколько лет ученые изучают антимикробные свойства специально адаптированных наночастиц золота. Проблема в том, что этот материал может быть токсичен для клеток нашего организма, а потому главной задачей исследователей было направить золото исключительно на болезнетворные бактерии.

Слушайте подкаст на эту тему

Этим вопросом занялись исследователи из китайских Южного университета науки и технологий и Университета Фудань, а также британского Университета Лидса. Их исследование опубликовано в журнале Chemical Science.

Обычно ученые управляли наночастицами двумя способами — использование «липких» химических структур, которые называются лигандами, и точная настройка их размеров. Кластеры наночастиц ограничиваются 25 атомами, поскольку в таком случае они достаточно маленькие, чтобы проходить через почки и быстрее выходить из организма. А линганды позволяют легко отслеживать движение и контролировать форму частиц, чтобы обеспечить им «правильный» маршрут через наше тело.

Обычно исследователи применяли положительно заряженный лиганд, который должен притягиваться к отрицательно заряженным бактериальным клеткам. Однако это слабо помогает остальным клеткам организма, поскольку кластер мог притягиваться и к здоровым частям организма, начиная уничтожать полезные микроорганизмы.

Чтобы защитить клетки-хозяева, ученые добавили второй лиганд к оболочке вокруг каждого нанокластера. Они создали соединение из пиридина и цвиттериона, имеющее как положительный так и отрицательный заряды: первое вещество притягивает золото к бактериям, а второе отвечает за то, чтобы золото «игнорировало» клетки организма.

Ученые выяснили, что нанокластеры золота, упакованные в такую молекулярную оболочку, становятся менее токсичными для здоровых тканей; при этом антибактериальная эффективность остается на прежнем уровне. Лабораторные эксперименты показали, что таким образом были уничтожены даже антибиотикорезистентные бактерии.

Например при использовании наночастиц золота на эпидермальном стафилококке, который выработал устойчивость к антибиотику под названием метициллин, бактерии намного хуже размножались, поскольку золото нарушало целостность их мембран.

Когда ученые попробовали добавить антибиотики, выяснилось, что ослабленные бактерии уже не могли противостоять лекарствам. Например, количество одного из антибиотиков, которые использовались во время эксперимента, можно было уменшит в 128 раз. При этом его эффективность не снижалась — просто бактерия стала слабее и потеряла свою резистентность.

«Мы определили способ использования нанокластеров золота не только в качестве эффективных противомикробных агентов, но и в качестве механизма повышения эффективности антибиотиков, которые стали неэффективными из-за устойчивости бактерий к лекарствам», — комментирует результат исследования Дэцзян Чжоу, профессор нанохимии в Университете Лидса и один из руководителей исследования.

Он уверен — важно искать материалы, которые не только помогут разрушать бактерии, но и будут совместимыми с нашим организмом. Именно это является главным требованием для получения дальнейшего одобрения и массового производства нового препарата. Однако многие антибактериальные наноматериалы, которые исследуются сейчас, имеют ту же проблему, что и золото — они опасны не только для болезнетворных бактерий, но и для здоровых клеток организма.

Чжоу рассчитывает, что объединение нанокластеров золота с существующими антибиотиками станет достойной альтернативой разработке множества новых антибиотиков и позволит сохранить не только миллиарды долларов, но и огромное количество жизней.

Правовая информация. Эта статья содержит общие сведения справочного характера и не должна рассматриваться в качестве альтернативы рекомендациям врача. НВ не несет ответственности за любой диагноз, поставленный читателем на основе материалов сайта. НВ также не несет ответственности за содержание других интернет-ресурсов, ссылки на которые присутствуют в этой статье. Если вас беспокоит состояние вашего здоровья, обратитесь к врачу.

poster
Подписаться на ежедневную email-рассылку
материалов раздела Здоровье
Главные новости о здоровье, фитнесе и питании
Каждую субботу

Присоединяйтесь к нам в соцсетях Facebook, Telegram и Instagram.

Показать ещё новости
Радіо НВ
X