Бактерії навчилися захищатись від антибіотиків. Нашою секретною зброєю може стати… золото

18 листопада 2021, 07:03
НВ Преміум
Вы также можете прочесть этот материал на русском языке
Наночастинки золота можуть послаблювати захист антибіотикорезистентних бактерій (Фото:Universal Eye / Unsplash)

Наночастинки золота можуть послаблювати захист антибіотикорезистентних бактерій (Фото:Universal Eye / Unsplash)

Крихітні частинки золота можуть стати суперзброєю проти бактерій, стійких до антибіотиків.

Свого часу антибіотики стали рятівником людства. Туберкульоз, гонорея, сифіліс, пневмонія — неповний перелік небезпечних хвороб, які були переможені за допомогою антибіотиків.

Відео дня

Однак за неповні 100 років їх використання деякі бактерії адаптувалися та виробили антибіотикорезистентність — несприйнятливість до ліків.

Нині існують тисячі різних антибіотиків, проте використовується лише незначна частина з них. Більшість антибіотиків стали неефективними, оскільки бактерії адаптувалися та навчилися захищатися від них.

Логічно припустити, що нам потрібно продовжити синтезувати нові ліки, до яких бактерії не могли створити захист. Проте все не так просто — на розроблення нового препарату витрачаються роки, а то й десятки років, мільярди доларів. Ми банально не встигатимемо за мутаціями бактерій.

У Всесвітній організації охорони здоров’я стверджують, що коли ми не знайдемо вихід із ситуації, до 2050 року у світі вмиратимуть по 10 млн осіб на рік через резистентні хвороби. Там називають проблему «однією з найбільших загроз глобальній безпеці та розвитку в галузі охорони здоров’я».

Пошук нових способів знищення бактерій — це правильний підхід. Однак не потрібно постійно гнатися за чимось далеким або намагатися винайти нові види антибіотиків — іноді достатньо спробувати зробити щось, що допоможе наявним антибіотикам долати вироблений захист бактерій.

Наприклад, нещодавно ми писали про перший суперантибіотик, який був винайдений за допомогою ШІ — халіцин. Він здатен впоратися навіть із тими бактеріями, які виробили антибіотикорезистентність.

Ще одним потенційним вирішенням проблеми може виявитися матеріал, який уже давно цінується серед людей, проте точно не як потенційні ліки.

Вже кілька років вчені вивчають антимікробні властивості спеціально пристосованих наночастинок золота. Проблема в тому, що цей матеріал може бути токсичним для клітин нашого організму, а тому головним завданням дослідників було направити золото виключно на хвороботворні бактерії.

Слухайте подкаст на цю тему

Цим питанням зайнялися дослідники з китайського Південного університету науки і технологій та Університету Фудань, а також британського Університету Лідса. Їх дослідження опубліковано у журналі Chemical Science.

Зазвичай вчені керували наночастинками двома способами — використання «липких» хімічних структур, які називаються лігандами, і точне налаштування їх розмірів. Кластери наночастинок обмежуються 25 атомами, оскільки в такому випадку вони настільки маленькі, щоб проходити крізь нирки та швидше виходити з організму. А ліганди дозволяють легко відстежувати рух та контролювати форму частинок, щоб забезпечити їм «правильний» маршрут через наше тіло.

Зазвичай дослідники застосовували позитивно заряджений ліганд, який має притягатися до негативно заряджених бактеріальних клітин. Однак це слабко допомагає решті клітин організму, оскільки кластер міг притягатися і до здорових частин організму, починаючи знищувати корисні мікроорганізми.

Щоб захистити клітини-господарі, вчені додали другий ліганд до оболонки довкола кожного нанокластера. Вони створили сполуку з піридину і цвіттеріону, що має як позитивний так і негативний заряди: перша речовина притягує золото до бактерій, а друга відповідає за те, щоб золото «ігнорувало» клітини організму.

Вчені з’ясували, що нанокластери золота, упаковані в молекулярну оболонку, стають менш токсичними для здорових тканин; при цьому антибактеріальна ефективність залишається на колишньому рівні. Лабораторні експерименти показали, що таким чином було знищено навіть антибіотикорезистентні бактерії.

Наприклад, при використанні наночастинок золота на епідермальному стафілококу, який виробив стійкість до антибіотика під назвою метицилін, бактерії набагато гірше розмножувалися, оскільки золото порушувало цілісність їх мембран.

Коли вчені спробували додати антибіотики, з’ясувалося, що ослаблені бактерії не могли протистояти лікам. Наприклад, кількість одного з антибіотиків, які використовувалися під час експерименту, можна було зменшити у 128 разів. При цьому його ефективність не знижувалась — просто бактерія стала слабшою і втратила свою резистентність.

«Ми визначили спосіб використання нанокластерів золота не тільки як ефективних протимікробних агентів, але і як механізм підвищення ефективності антибіотиків, які стали неефективними через стійкість бактерій до ліків», — коментує результат дослідження Децзян Чжоу, професор нанохімії в Університеті Лідса та один із керівників дослідження.

Він упевнений — важливо шукати матеріали, які не лише допоможуть руйнувати бактерії, а й сумісні з нашим організмом. Саме це є головною вимогою для отримання подальшого схвалення та масового виробництва нового препарату. Проте багато антибактеріальних наноматеріалів, які досліджуються зараз, мають ту саму проблему, що й золото — вони небезпечні не лише для хвороботворних бактерій, а й для здорових клітин організму.

Чжоу розраховує, що об'єднання нанокластерів золота з існуючими антибіотиками стане гідною альтернативою розробленню безлічі нових антибіотиків і дозволить зберегти не лише мільярди доларів, а й величезну кількість життів.

Правова інформація. Ця стаття містить загальні відомості довідкового характеру і не повинна розглядатися як альтернатива рекомендаціям лікаря. НВ не несе відповідальності за будь-який діагноз, поставлений читачем на основі матеріалів сайту. НВ також не несе відповідальності за зміст інших інтернет-ресурсів, посилання на які присутні в цій статті. Якщо вас турбує стан вашого здоров’я, зверніться до лікаря.

Підписатись на щоденну email-розсилку
матеріалів розділу Здоров'я
Щосуботи

Приєднуйтесь до нас у соцмережах Facebook, Telegram та Instagram.

Показати ще новини
Радіо НВ
X