Малките леки бормашини могат да бъдат нашето тайно оръжие срещу супербактерии

Бактериите може да са страхотни в развитието на резистентност към най-добрите ни лекарства, но има някои неща, от които не могат да се измъкнат – като малки бормашини, които ги разкъсват. Изследователи от Университета Райс вече демонстрираха своите молекулярни тренировки от следващо поколение, които могат да бъдат активирани от синя светлина и биха могли да революционизират борбата срещу супербактериите.

Бактериите се адаптират бързо към промените в околната среда и за съжаление това включва антибиотици. Някои от бъговете естествено ще имат мутации, които им позволяват да оцелеят при натиска, след което ще предадат тези гени на бъдещите поколения. С течение на времето тази резистентност се натрупва до степен, че повечето от нашите някога мощни антибиотици се провалят, което в крайна сметка може да доведе до „нова тъмна ера на медицината“, където основните инфекции отново стават смъртоносни.

Но докато бактериите могат да развият резистентност към химически атаки, те не могат да се защитят от физически атаки. Като такива учените изследват унищожаването на супербактерии с помощта на назъбени повърхности, черни фосфорни покрития, течни метални шредери, микрокапани, „отровени стрели“ и молекулярни бормашини.

Това е последният, върху който екипът на Rice вече е изградил. Тези молекули са проектирани да имат движещи се ротори, които, когато се активират от светлина, се въртят между два и три милиона пъти в секунда, което ги прави ефективни тренировки. Когато това движение е насочено към бактериите, то може да пробие външните им мембрани и да разлее вътрешността им, или убивайки клетката направо, или осигурявайки отвор за антибиотици, за да влязат и да довършат работата.

Сега изследователите на Rice са направили няколко промени в тренировките. Предишните итерации бяха активирани от ултравиолетова светлина, но новите сега работят със синя светлина, която е безвредна за човешките клетки и вече има някои собствени антибактериални свойства. Екипът също така направи някои модификации, които насочват по-добре тренировките към бактериите, като се насочват към отрицателния заряд на тяхната мембрана.

Екипът тества шест варианта на тренировките и установява, че всички те са в състояние да пробият дупки в мембраните на двете основни групи бактерии – грам-отрицателни и грам-положителни – намалявайки нивата им под откриваемите количества за броени минути. Упражненията бяха ефективни и при разбиване на биофилми – защитни щитове, които бактериите изграждат около колониите си – и убиване на персистиращи клетки, които са изостаналите, които оцеляват от антибиотиците, като изпадат в латентно състояние.

Докато тренировките сами по себе си бяха достатъчни, за да убият по-голямата част от бактериите, добавянето на антибиотици направи лечението още по-мощно. Това работи дори когато бъговете вече са развили резистентност към тези специфични лекарства, тъй като изглежда, че тренировките помагат за заобикаляне на еволюиралите защити. Това означава, че тренировките може да не са само обещаващо ново лечение, но биха могли да удължат полезния живот на съществуващите антибиотици.

Екипът казва, че следващите стъпки са да се свържат специфичните за бактериите пептидни тагове с тренировките, което ще им помогне да преследват целевите щамове бактерии по-прецизно, като същевременно оставят човешките клетки сами.

Изследването е публикувано в списанието Научни постижения.

Източник: Райс университет