Российские ученые синтезировали молекулярный антимикробный комплекс. Препараты, созданные на его основе, возможно, заменят в будущем антибиотики, а в ближайшей перспективе — дезинфицирующие средства, пишут «Известия».
Заслуга создания нового метода борьбы с бактериями, невосприимчивыми к антибиотикам, принадлежит группе ученых Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» — Петербургский институт ядерной физики им.Константинова, Санкт-Петербургского государственного и Оренбургского медицинского университетов.
Как рассказала Ольга Большакова, специалист отделения молекулярной и радиационной биофизики Курчатовского института, полученная структура эффективно противостоит бактериям и микрогрибам. Макромолекула способна бороться с биопленками (сложные сообщества бактерий), победить которые не могут антибиотики. «Все составляющие комплекса обладают выраженным антимикробным действием, но их совместный эффект оказался гораздо сильнее», — отметила Ольга Большакова.
В основе предложенного способа лежат свойства веществ становиться активными под воздействием света. Для этого ученые использовали сложные молекулы углерода (фуллерены), которые имеют округлую форму, размером около нанометра (одна миллиардная метра). Они проникают в клетку, преобразуют свет в энергию, которая возбуждает активные формы кислорода и окисляет содержимое клетки, что губит патогенный микроорганизм. Чтобы усилить эффект, фуллерены соединили с наноалмазами, которые стабилизируют действующее вещество в биосреде и усиливают антимикробную активность комплекса.
По мнению Александра Вуля, зав лабораторией физики кластерных структур физтеха им. Иоффе, действие нового молекулярного комплекса основано на том, что фуллерены легко прикрепляются к клеточной стенке микробов, проникают внутрь и вызывают окислительный стресс. При этом фуллерены могут накапливаться в оболочке. Антимикробную активность наноалмазов тоже связывают с влиянием на клеточную стенку. Перспективу дальнейшей работы с новым комплексом ученые видят в создании на его основе альтернативы антибиотикам.
«Поиск новых антимикробных агентов становится всё более актуальной задачей. Это связано с растущей невосприимчивостью бактерий к используемым в настоящее время препаратам. Фуллерены могут стать средством для эффективного противодействия микробным инфекциям,» — пояснила Ольга Большакова. Она отметила, что микробы еще не адаптировались к особенностям углеродных наночастиц (фуллеренов и алмазов), поэтому те могут оказаться эффективными.
Макромолекулы могут использоваться для создания инновационных средств дезинфекции поверхностей в лабораториях и больницах. «Мы живем в эпоху заката золотого века антибиотиков. Они уже не могут полностью защитить человечество от инфекций. Поэтому приветствуется любая альтернатива. Будь то фуллерены, антитела, бактериофаги и прочие антимикробные агенты. Они увеличивают период безопасного существования человечества», — так оценил значение исследований ученых Павел Назаров, старший научный сотрудник НИИ физико-химической биологии им. Белозерского МГУ.
По словам ученых, они еще находятся в начале длительного пути от открытия полезных свойств новой биоструктуры до создания на ее основе медпрепарата. Предстоят этапы испытаний, исследований, получение патента, сертифицирование. Необходимо досконально изучить механизм действия разработанного комплекса. Ведь разные виды бактерий имеют различные пути доступа к клеточной структуре, а значит и отличные способы их уничтожения. Эти задачи сейчас решают сотрудники кафедры микробиологии Оренбургского медуниверситета.
В отдаленной перспективе новая макромолекула рассматривается для создания средств лечения опухолей с помощью фототерапии. «Универсальность комплекса открывает широкие возможности для применения фуллеренов в медицине. В частности, в качестве средств адресной доставки лекарств к пораженным участкам. Разработка имеет преимущества перед многими другими типами наночастиц и нанокристаллическими системами, которые исследуются в настоящее время, — считает Кристина Котякова, научный сотрудник НИИ центра «Неорганические наноматериалы» Университета науки и технологий МИСИС.
Александр Вуль думает, что первоочередное применение для созданного комплекса — это разработка дезинфекторов и средств защиты от кожных инфекций. «Создание таких препаратов проще, так как они не предназначены для введения внутрь организма и не требуют детальных проверок», — говорит ученый. По его словам, для создания препарата, используемого внутри организма человека, уходит 8–10 лет при серьезных финансовых инвестициях.
