Борьба с супербактериями медицинскими наномашинами

Инструменты размером меньше человеческого волоса создаются для уничтожения устойчивых к антибиотикам бактерий и борьбы с раком.

Восход и закат антибиотиков

Смерти членов семьи от инфекций заставили микробиолога доктора Ану Сантос осознать, что антибиотики теряют эффективность. Это глобальная проблема: в 2019 году почти 5 миллионов смертей в мире были связаны с устойчивыми к антибиотикам бактериями. ВОЗ предупреждает, что к 2050 году такие инфекции могут стать причиной 10 миллионов смертей ежегодно.

Буравящие бактерии

Сантос возглавила проект ЕС REBELLION по созданию молекулярных машин для уничтожения бактерий. Эти наномашины состоят из двух частей молекулы, соединённых химической связью. Под действием света верхняя часть начинает быстро вращаться, как буравчик.

Их преимущество перед антибиотиками (которые, как ключ к замку, связываются с конкретным белком бактерии) в том, что бактериям сложнее выработать устойчивость к физическому разрушению.

Убийца супербактерий

Размер машин — меньше 100 нанометров. В лабораторных экспериментах они прикреплялись к бактериям и, активируясь светом, просверливали в их оболочках крошечные отверстия.

Машины уничтожали различные штаммы бактерий. В эксперименте с метициллин-резистентным Staphylococcus aureus (MRSA) они проделывали в бактериях отверстия, делая их вновь уязвимыми для антибиотиков. «Бактериям очень сложно выработать устойчивость к такому воздействию», — говорит Сантос.

Заживление ран

Для применения на пациентах необходимо убедиться в безопасности. Один из обнадёживающих факторов — положительный заряд наномашин, благодаря которому они предпочтительно прикрепляются к отрицательно заряженным бактериям, а не к более нейтральным человеческим клеткам.

В экспериментах на червях наномашины не причинили вреда. Следующий шаг — тесты на безопасность на мышах. Первыми пациентами могут стать люди с инфицированными ранами, особенно с тяжёлыми ожогами.

Ведущая европейская команда

Исследования в области наномашин активно ведутся в Европе. Профессор Бен Феринга получил Нобелевскую премию по химии в 2016 году за создание молекулярных моторов.

Проект ЕС BIOMOLMACS готовит новое поколение учёных в этой области. Участники проекта разрабатывают различные системы доставки:

• Профессор Мария Висент создаёт носители для доставки лекарств в клетки рака груди.
• Профессор Ян ван Хест конструирует материалы для транспортировки вакцин или нанолекарств внутрь клеток.
• Профессор Ремзи Бесер создаёт полимерные наночастицы на основе сахаров для доставки генной терапии точно к цели в организме.

Новое поколение

Учёные верят, что наномашины могут произвести революцию в лечении, например, доставляя препараты точно в опухоль, минуя здоровые клетки. «Следующим большим изменением для фарминдустрии будет обучение наших генов предотвращать рак или бороться с ним», — говорит Бесер.

Доктор Сантос надеется, что её работа также поможет онкологическим пациентам, которые из-за лечения особенно уязвимы для инфекций. Её цель — не дать врачам произносить фразу: «Бактерия устойчива ко всему — мы ничего не можем сделать».