Ученые предложили альтернативу антибиотикам для борьбы с резистентными бактериями

Ученые Сибирского федерального университета (СФУ) совместно с коллегами из Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) протестировали новые вещества с антибактериальной активностью, поместив их в частицы из биоразлагаемого биополимера. Ожидается, что такие «антибактериальные капсулы» медленного действия станут рабочей альтернативой в условиях усиливающейся резистентности патогенных бактерий к антибиотикам.

Актуальность исследования обусловлена растущей устойчивостью бактерий к традиционным антибиотикам. Из‑за распространения штаммов с множественной лекарственной устойчивостью медики все острее ощущают потребность в новых эффективных препаратах.

Авторы синтезировали новое соединение с антипирильным фрагментом (отвечающим за противовоспалительное действие), обладающее антибактериальной активностью, после чего поместили его в микро- и наночастицы биоразлагаемого пластика, чтобы обеспечить его пролонгированное высвобождение в биологических средах.

«Мы получили микро- и наночастицы правильной сферической формы. Включение действующего вещества в полимерный носитель осуществляли двумя методами: распылительным высушиванием и испарением растворителя из эмульсии. Изучили, как вещество распределятся в микро- и наночастицах (внутри или на поверхности), поскольку основным преимуществом носителя из биоразлагаемого биопластика является контролируемое пролонгированное высвобождение «запертых» внутри него действующих веществ», — рассказал один из авторов исследования, ассистент кафедры органической и аналитической химии СФУ Сергей Липайкин.

Следующим шагом стала проверка биосовместимости получившегося «прототипа» лекарства с клетками животных и человека.

«На специально выращенных в лаборатории культурах клеток (крови и мышц животных и человека) мы посмотрели, как поведут себя наши микро- и наночастицы. Негативного влияния на клетки они не оказали, зато продемонстрировали высокую биосовместимость и способность медленно высвобождать помещённое в них лекарственное вещество. В отличие от традиционных лекарственных средств, которые «ударяют» высокими дозами действующего вещества по всему организму и требуют порой трехкратного приема в одно и то же время суток, медикаменты на основе таких частиц будут действовать более щадящим образом и поддерживать стабильный уровень антибактериального вещества в организме пациента в течение суток или даже недели», — объяснил еще один автор статьи, инженер-исследователь лаборатории биотехнологии новых биоматериалов СФУ Алексей Дорохин.

По словам ученых, особым достоинством нового препарата, полученного на основе биоразлагаемых нано- и микрочастиц, может стать его химическая структура. Она делает его не похожим на большинство существующих в настоящее время антибиотиков.

«Бактерии эволюционируют, как любые организмы. Они научились из-за широкого и порой бесконтрольного применения антибиотиков разрушать и известные для них структуры и не пускать их в свои клетки, с этим связана проблема антибиотикорезистентности. Новая лекарственная форма им «неизвестна», поэтому она может стать альтернативой для случаев, когда привычный антибиотик не справляется с заболеванием или осложнениями бактериальной инфекции», — подчеркнул Алексей Дорохин.

Протестированные виды биоразлагаемого биополимера более десяти лет исследуются в лаборатории и уже неоднократно подтвердили свою безвредность и для человека, и для окружающей среды.

«По сути, мы делаем микро- и наноразмерные «контейнеры», в которые помещаем действующее вещество. И материал этих «контейнеров» точно не вредит ни человеку, ни животному, если предположить гипотетическое использование в ветеринарии. Важно было понять, как данное антибактериальное вещество соединится с биопластиками, как оно будет высвобождаться из частиц на их основе, не утратит ли своих свойств. На все эти вопросы мы получили ответы», — отметила участвовавшая в исследовании младший научный сотрудник лаборатории биотехнологии новых биоматериалов СФУ Галина Рыльцева.

Источник: Официальный ресурс Министерства образования и науки Российской Федерации