Свет, убивающий бактерии: в России созданы альтернативы антибиотикам
Всемирная организация здравоохранения убеждена, что одной из величайших угроз для человечества является быстро растущая устойчивость бактерий к антибиотикам из-за их неконтролируемого использования. Один российский научный проект, физическая часть, выполняемый специалистами МИФИ, предлагает возможное решение этой проблемы.
Новая разработка облегчит лечение трудно заживающих ран., ожоги и другие очаги бактериальной угрозы, утверждают авторы. О последних достижениях российских ученых читайте в новом материале Sputnik.
Нулевое сопротивление
Ученые считают, что одним из решений этой глобальной проблемы могла бы стать разработка антибактериальной фотодинамической терапии (АФД). Согласно многочисленным исследованиям, патогены не могут развить устойчивость к этому виду лечения.
Антимикробный эффект АПДТ основан на применении специальных веществ, фотосенсибилизаторов, которые вводятся в организм и облучаются светом с помощью специального излучателя в процессе лечения. Полученная световая энергия передается молекулам кислорода и превращает их в активную форму, которая борется с инфекцией.
Коллектив ученых, в который вошли физики из Института общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук (ИОФ РАН) и Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ», микробиологи из НИИ Гамалеи и химики из Государственного научного центра «НИИ органических полупродуктов». -Продукты и красители »(НИОПИК) предложили использовать синтетические поликатионные бактериохлорины в качестве фотосенсибилизаторов. В отличие от большинства антибиотиков, нацеленных только на один тип бактерий, эти соединения обладают универсальным действием при лечении АПДТ. Ученые считают, что это избавит от необходимости определять тип бактериальной угрозы в клинической практике, тем самым сэкономив время и ресурсы.
Согласно рекомендациям ВОЗ, любое лекарство, снижающее количество активных клеток патогена не менее чем в 103 раз, считается эффективным антибактериальным средством. По оценке ученых МИФИ, количество используемых бактериохлоринов превышает этот показатель как минимум в 10 раз.
Чего боятся бактерии?
Прежде всего, эта эффективность достигается благодаря высокой способности бактериохлоринов поглощать свет и впоследствии передавать энергию кислороду, присутствующему в организме. Быстрое уничтожение бактерий обеспечивается действием активной формы кислорода, «заряженной» энергией от фотосенсибилизатора.
Во-вторых, бактериохлорины имеют в растворе положительный электрический заряд, что, согласно последним исследованиям, увеличивает эффективность фотосенсибилизаторов против бактерий как в свободном состоянии, так и в виде биопленок.
В-третьих, бактериохлорины эффективно поглощают свет в ближнем инфракрасном диапазоне. Ученые объяснили, что в этой области спектра находится так называемое «окно прозрачности биологических тканей», что означает, что свет с такой длиной волны может проникать намного глубже в ткани тела. Кроме того, в этом спектре снижается поглощение света пигментами, испускаемыми некоторыми патогенными бактериями, что позволяет использовать значительно больше энергии для активации фотосенсибилизатора.
«Эксперименты показали высокую эффективность бактериохлоринов против штаммов устойчивых к антибиотикам бактерий, причем это были как менее агрессивные грамположительные бактерии, так и более агрессивные грамотрицательные бактерии. Это значительно увеличивает наши шансы на успех в реальных клинических исследованиях », — сказала аспирантка Физико-технического института биомедицины МИФИ Екатерина Ахлюстина.
Да будет свет
Наиболее перспективным направлением применения антибактериальной ФДТ является лечение тяжелых и длительно сохраняющихся инфицированных ран и ожогов, считают исследователи МИФИ. По их словам, эта методика не только способна ускорить заживление, но и дает хороший косметический эффект.
«Эти составы уже на текущем этапе тестирования могут быть использованы в технических целях — например, для эффективной дезинфекции поверхностей в больницах. Мы надеемся в дальнейшем разработать лекарственный препарат на основе бактериохлоринов для использования в медицине и ветеринарии », — сказала Екатерина Ахлюстина.
По мнению ученых, одной из физических проблем при разработке методики aPDT является агрегация фотосенсибилизатора, то есть образование «комков» вещества, значительно снижающих эффективность терапии. Специалисты МИФИ проводят исследования по борьбе с этим явлением.
Специалисты МИФИ также пояснили, что при разработке новых фотосенсибилизаторов необходимо внимательно изучить стабильность и фотодинамические свойства синтезированных соединений. Это впоследствии позволит правильно скорректировать дозу для создания лекарственной формы новых соединений. Как объяснили ученые, главное, чтобы аФДТ была эффективной, — это подбор необходимых концентраций веществ и правильной дозы светового излучения.
Химические соединения, используемые исследовательской группой в качестве фотосенсибилизаторов, уже запатентованы. Следующая задача, стоящая перед сотрудниками МИФИ, — это спектроскопические исследования стабильных соединений бактериохлорина с минимальной агрегацией, а также подготовка к испытаниям на органах и тканях животных и человека.
Источник
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
Похожие статьи
ДРУГИЕ НОВОСТИ
