Наночастицы с переключаемым зарядом для борьбы с устойчивыми бактериями

Исследователи из MIT и больницы Brigham and Women’s Hospital разработали наночастицы, которые могут доставлять высокие дозы антибиотиков непосредственно к очагам инфекции, что может помочь в борьбе с устойчивостью бактерий.

Принцип работы: заряд, зависящий от pH

Частицы созданы из полимера, покрытого полиэтиленгликолем (PEG), что помогает им избегать иммунной системы. Их ключевая особенность — способность менять заряд в зависимости от кислотности среды:

  • В кровотоке частицы имеют слабый отрицательный заряд.
  • В очаге инфекции, где pH падает до ~6 из-за метаболизма бактерий и работы иммунных клеток, слой полигистидина в частицах приобретает положительный заряд.
  • Положительный заряд обеспечивает прочное связывание с отрицательно заряженными клеточными стенками бактерий.

Преимущества подхода

  1. Целевая доставка: Антибиотик (в данном исследовании — ванкомицин) высвобождается непосредственно у бактерий, что может снизить побочные эффекты и защитить полезную микрофлору организма.
  2. Пролонгированное действие: Высвобождение препарата происходит в течение 1–2 дней, что обеспечивает постоянное воздействие на бактерии.
  3. Сохранение эффективности: Антибиотик, доставляемый наночастицами, лучше сохраняет свою активность в кислой среде по сравнению со свободной формой.

Значение и дальнейшие шаги

По словам ведущего автора Александра Радовича-Морено, доставка высоких доз к месту инфекции может преодолеть резистентность, так как бактерии часто остаются чувствительными, но лишь к более высоким концентрациям препарата.

Для дальнейшего развития технологии необходимо:

  • Изучить, насколько конкуренция с другими отрицательно заряженными компонентами в очаге инфекции может мешать связыванию частиц с бактериями.
  • Проверить работу системы в исследованиях на животных.

Как отмечает независимый эксперт Янг Джик Квон из UC Irvine, этот подход имеет большой потенциал для лечения инфекционных заболеваний, поскольку большинство нанотехнологий ранее было ориентировано на онкологию.