Наночастицы с антибиотиком борются с устойчивыми бактериями

Устойчивость к антибиотикам — растущая проблема, особенно для бактерий, классифицируемых как «грамотрицательные». У них две клеточные мембраны, что затрудняет проникновение и уничтожение их лекарствами.

Исследователи из MIT и других институтов надеются использовать нанотехнологии для создания более целенаправленных методов лечения таких устойчивых инфекций. В новом исследовании они сообщают, что антимикробный пептид, упакованный в кремниевую наночастицу, значительно сократил количество бактерий в лёгких мышей, заражённых Pseudomonas aeruginosa — патогенной грамотрицательной бактерией, способной вызывать пневмонию.

Этот подход, который также можно адаптировать для лечения других трудноизлечимых бактериальных инфекций, например, туберкулёза, основан на стратегии, ранее использованной учёными для доставки целевых противораковых препаратов.

Синергетические пептиды

В качестве альтернативы традиционным антибиотикам исследуются природные защитные белки — антимикробные пептиды. Исследователи решили доставлять их целенаправленно с помощью наночастиц, комбинируя с другим пептидом, который помогает препарату проникать через бактериальные мембраны.

Из 25 протестированных «тандемных пептидов» наиболее эффективной против Pseudomonas aeruginosa оказалась комбинация синтетического бактериального токсина KLAKAK и пептида лактоферрина. Она была в 30 раз эффективнее, чем отдельные пептиды, и имела минимальную токсичность для человеческих клеток.

Чтобы ещё больше снизить побочные эффекты, пептиды упаковали в кремниевые наночастицы, которые предотвращают их преждевременное высвобождение. Частицы доставляли непосредственно в трахею мышей с агрессивной инфекцией.

Результаты и перспективы

У обработанных мышей количество бактерий в лёгких было примерно в миллион раз меньше, чем у нелеченных, и они жили дольше. Пептиды также убивали штаммы устойчивой к лекарствам Pseudomonas, взятые у пациентов и выращенные в лаборатории.

Исследователи адаптировали концепции из своей работы по лечению рака наночастицами, включая повышение локальной концентрации препарата и его селективное взаимодействие с целью — теперь с бактериями вместо опухоли.

В планах — добавление ещё одного пептида для более точной доставки антимикробных пептидов в нужное место в организме, а также использование пептидов-переносчиков для помощи существующим антибиотикам против грамположительных бактерий в преодолении двойной мембраны грамотрицательных бактерий.