Наноэмульсия эффективна против супербактерий, убивающих пациентов с муковисцидозом

Учёные Мичиганского университета представили многообещающие данные о том, что сверхтонкая масляно-водная эмульсия, уже показавшая способность убивать многие другие микробы, может подавлять разрушительные, часто устойчивые к лекарствам инфекции, которые являются причиной почти всех смертей от муковисцидоза.

Муковисцидоз — это наследственное хроническое заболевание лёгких, которым страдают 30 000 детей и взрослых в США. У пациентов лёгкие забиты слизью, что делает их уязвимыми для повторных и всё более серьёзных респираторных инфекций.

Ключевой вывод исследования: "У нас есть продукт, который демонстрирует очень хорошую активность против разнообразных бактерий, устойчивых ко всем известным антибиотикам. Это действительно супербактерии", — говорит доктор Джон Дж. ЛиПума, первый и ответственный автор исследования в журнале Antimicrobial Agents and Chemotherapy.

Исследование — результат сотрудничества ЛиПумы, профессора педиатрии Медицинской школы UM, и доктора Джеймса Р. Бейкера-младшего, директора Мичиганского института наномедицины и биологических наук UM и старшего автора исследования. Наноэмульсии, разработанные в институте Бейкера, состоят из соевого масла, воды, спирта и поверхностно-активных веществ, которые с помощью высоконапряжённого механического экструдирования превращаются в капли размером менее 400 нанометров.

Эти эмульсии уже доказали свою нетоксичность и эффективность против бактерий (например, Streptococcus pneumoniae, H. influenzae и гонококка), вирусов (например, вируса простого герпеса и гриппа A) и нескольких грибков. Наноэмульсионные средства для лечения герпеса и грибка ногтей находятся в клинических испытаниях Фазы 3.

"У нас есть продукт, который, судя по всему, можно безопасно вводить в лёгкие людей с муковисцидозом", — говорит ЛиПума. Если будущие испытания покажут, что пациенты хорошо переносят эффективные дозы наноэмульсии, "это может стать крупным прорывом в лечении муковисцидоза".

Новый физический механизм действия — наноэмульсия, по-видимому, убивает бактерии, разрушая их внешние мембраны — делает развитие устойчивости маловероятным, отмечает ЛиПума.

"Учитывая, что эта технология работает иначе, чем антибиотики, она предоставляет потенциальную альтернативу для лечения устойчивых к антибиотикам бактерий. Поскольку материал уже показал успех в лечении кожных инфекций, мы считаем, что у него есть потенциал для лечения устойчивых инфекций лёгких", — говорит Бейкер.

Если метод окажется безопасным и эффективным, люди смогут вдыхать наноэмульсию с помощью небулайзера и снижать тяжесть и частоту инфекций, которые выходят из-под контроля из-за устойчивости к текущим антибиотикам.

Детали исследования

В лабораторных условиях на культурах клеток учёные UM протестировали наноэмульсию против 150 штаммов бактерий, атакующих пациентов с муковисцидозом. Эмульсия оказалась эффективной против всех из них, включая треть, устойчивых ко многим антибиотикам, и 13%, устойчивых ко всем антибиотикам.

Затем они протестировали наноэмульсию против нескольких бактериальных штаммов, выращенных в биоплёнках и мокроте, чтобы более точно смоделировать условия в организме пациента. Антибиотики часто не могут проникнуть через биоплёнки и мокроту, если не вводить их в высоких дозах с неприемлемыми побочными эффектами.

"Мы увидели, что, что неудивительно, для уничтожения бактерий требовались более высокие концентрации наноэмульсии, но мы не обнаружили устойчивых штаммов", — говорит ЛиПума. Остаётся вопрос, смогут ли люди хорошо переносить такие концентрации.

Лаборатория ЛиПумы, финансируемая Фондом муковисцидоза как национальная референс-лаборатория, собрала более 30 000 штаммов бактерий из лёгких пациентов с муковисцидозом. Лаборатория получает образцы со всего мира для анализа.

Что дальше

Мичиганский университет подал заявку на патентную защиту наноэмульсии для лечения муковисцидоза и лицензировал эту технологию компании NanoBio Corporation из Анн-Арбора. Бейкер является основателем и акционером NanoBio. NanoBio и лаборатория ЛиПумы будут сотрудничать в следующих шагах по выводу лечения на рынок. ЛиПума оптимистично настроен, что если испытания на животных и людях пройдут успешно, наноэмульсионное лечение инфекций при муковисцидозе может стать доступным уже через пять лет.

Цитирование: Antimicrobial Agents and Chemotherapy, Jan. 2009, pp. 249-255.