|
Любая бактерия, будучи живым организмом,
способна адаптироваться к различным условиям и вырабатывать эффективные
механизмы сопротивления самым мощным противобактериальным препаратам.
Повальное увлечение антибиотиками в XX веке привело к тому, что
болезнетворные микроорганизмы в XXI веке становятся все менее
восприимчивыми к традиционной терапии. В частности, внутрибольничные
инфекции, возникающие в ходе длительного пребывания пациента в
стационаре (нагноения, сепсисы), не реагируют ни на один существующий
антибиотик.
Между тем отсутствие альтернативных методик лечения заставляет
врачей прописывать сразу несколько антибиотиков в надежде ударной дозой
победить инфекцию. Такая терапия приводит лишь к тому, что антибиотик
уничтожает естественную микрофлору человека, ослабляя его иммунитет и
снижая сопротивляемость болезни. В сражении против стойких микробов и
инфекций группа ученых из Университета Мюнстера разработала новый
подход, использующий фотодинамическую терапию — методику, которая уже
показала свою эффективность в борьбе с онкологическими заболеваниями.
Эта терапия, созданная еще в 50-х годах, основана на применении
светочувствительных веществ — фотосенсибилизаторов — и видимого света с
определенной длиной волны. Сенсибилизатор вводится в организм и
избирательно накапливается в опухоли или других заданных клетках. Затем
пораженные патологическим процессом ткани облучают лазером высокой
интенсивности. Поглощение молекулами фотосенсибилизатора квантов света
в присутствии кислорода приводит к фотохимической реакции, в результате
которой молекулярный кислород превращается в синглетный с образованием
высокоактивных радикалов. Такой кислород и радикалы вызывают гибель
патогенных клеток и повреждение микрососудов, питающих опухоль.
Изучая влияние излучения на бактерии и вирусы, руководители
проекта Кристиан Стрессерт и Луиза де Кола разработали метод,
позволяющий применять фотодинамическую терапию вместо антибиотиков и
других сильнодействующих препаратов. Для борьбы с инфекциями методика
была несколько модифицирована, и вместо лекарств с патогенными клетками
будут бороться биоматериалы, которые в отличие от антибиотиков
совершенно безопасны для организма. Авторы пришли к выводу, что для
разрушения бактерии лучом при маркировке микроорганизма необходимо
использовать наноматериалы, которые связываются с бактериальными
клетками, делая их отличной мишенью для лазера.
Многочисленные эксперименты продемонстрировали, что наиболее
«цепкими» оказались микрочастицы пористого материала цеолита L —
усовершенствованной вариации природных минералов цеолитов, важными
характеристиками которых является способность к ионному обмену,
селективному выделению и впитыванию различных веществ. Как и природные
аналоги, цеолит L обладает адсорбирующими свойствами, однако благодаря
дополнению в виде белковой оболочки вещество может присоединяться еще и
к микроорганизмам.
«Пористое вещество прикрепляется к поверхности бактериальной
клетки посредством электростатического притяжения и водородной связи.
Для того чтобы цеолит обнаружил себя при попадании на бактерию, мы
поместили в микропоры материала зеленую флуоресцентную краску, которая
под облучением высвечивает цеолит вместе с захваченными бактериями.
Когда же выделенные молекулы облучаются светом нужной длины волны, они
поглощают световую энергию и передают ее молекулам кислорода,
присутствующим в пораженной ткани. Происходит изменение структуры
кислорода, который переходит в активную синглетную форму, уничтожающую
чужеродные биомолекулы в непосредственной близости. А так как ближе
всего оказываются связанные цеолитом бактерии, кислород их просто
«взрывает», — описывает суть методики Кристиан Стрессерт.
Ученые проверили возможности новых активизированных светом
частиц на устойчивых к антибиотикам культурах группы кишечных палочек
E. coli. Приблизительно после двух часов облучения почти все бактерии
были уничтожены. Схожих результатов исследователи достигли в процессе
облучения стойких к антибиотикам гонококков. Исследователи из
Университета Мюнстера не исключают возможности использования данной
технологии для лечения рака кожи. Однако в данном случае клетки опухоли
могут быть разрушены воздействием луча красного спектра.
Особо врачи подчеркивают безопасность новой технологии. Частицы
нетоксичного цеолита связываются только с болезнетворными бактериями, и
кислородные радикалы уничтожают инфекцию, не затрагивая при этом
здоровые клетки. Кроме того, лучевая терапия инфекций займет считаные
часы, избавив пациента от необходимости неделями травить себя
сильнодействующими препаратами.
www.rbcdaily.ru
|
