Наночастицы с антибактериальным действием могут сократить срок лечения туберкулеза

Исследователи из Университета штата Сан-Паулу (UNESP, Бразилия) разработали недорогую технологию с использованием наночастиц, загруженных антибиотиками и другими противомикробными соединениями, для многоцелевой атаки на инфекции, вызываемые бактерией, ответственной за большинство случаев туберкулеза.

Работа описана в статье, опубликованной в журнале Carbohydrate Polymers. Результаты тестов in vitro позволяют предположить, что эта технология может лечь в основу стратегии лечения для борьбы с множественной лекарственной устойчивостью бактерий.

По данным Министерства здравоохранения Бразилии, в 2022 году было зарегистрировано около 78 000 случаев туберкулеза, что на 5% больше, чем в предыдущем году, и больше, чем в любой другой стране Америки. Наряду с ростом заболеваемости увеличивается и число случаев, вызванных множественно-устойчивыми штаммами.

Основным возбудителем болезни является бацилла Mycobacterium tuberculosis, одна из самых смертоносных бактерий, известных науке. Передача происходит при вдыхании бацилл, которые мигрируют в легочные альвеолы, вызывая воспаление дыхательных путей и в конечном итоге разрушая ткань легких.

Использование нанотехнологий — одна из новых стратегий лечения, считающихся наиболее перспективными учеными во всем мире против множественно-устойчивых штаммов M. tuberculosis. В исследовании UNESP была проанализирована противотуберкулезная активность наночастиц, состоящих из N-ацетилцистеина (безрецептурная добавка), хитозана (природное соединение, получаемое из экзоскелета ракообразных), антимикробного пептида, первоначально выделенного из кожи бразильской лягушки, и рифампицина (антибиотик, обычно используемый для лечения туберкулеза).

Результаты показали, что наночастицы значительно подавляли прогрессирование болезни и преодолевали устойчивость к препарату, не вызывая повреждения клеток.

Тесты in vitro проводились на фибробластах, зараженных M. tuberculosis (основные клетки соединительной ткани), и макрофагах — клетках врожденной иммунной системы, являющихся ключевым компонентом защиты первой линии от патогенов.

"Рифампицин считается устаревшим для определенных штаммов бациллы, но в нашем исследовании мы восстановили и оптимизировали его с помощью антимикробных пептидов, которые, как доказано, помогают бороться с болезнью", — сказала Лаура Мария Дуран Глериани Примо, первый автор статьи и студентка Фармацевтического факультета UNESP.

"Эти пептиды взаимодействуют с различными рецепторами в разных частях бактерии, как в мембране, так и в периплазме. Мы обнаружили, что они восстановили активность рифампицина, который стал еще более активным внутри макрофагов", — сказал Сезар Аугусто Роке-Борда, соавтор исследования и докторант программы последипломного образования по бионаукам и фармацевтической биотехнологии UNESP. Периплазма — это область бактериальных клеток, расположенная между внутренней цитоплазматической и внешней бактериальной мембранами клеточной оболочки.

Перспективы

Обычное лечение туберкулеза предполагает одновременное применение нескольких антибиотиков в течение шести месяцев или около двух лет в зависимости от реакции пациента и устойчивости бактерии. Исследователи ожидают, что их технология позволит сократить это время.

"Из исследования мы знаем, что возможно ввести значительную концентрацию антибиотика и пептидов в макрофаги — достаточно, чтобы усилить эффект лечения", — сказал Фернандо Рожерио Паван, последний автор статьи и профессор Фармацевтического факультета UNESP. "Наши ожидания от будущих исследований включают использование этого типа нанотехнологий с другими препаратами и лекарствами с медленным высвобождением, чтобы пациентам не нужно было принимать лекарства каждый день".

Следующим шагом будет подтверждение результатов in vitro с помощью испытаний in vivo и изучение использования наночастиц для борьбы с другими заболеваниями, требующими длительного лечения.