Прецизионный наномедицинский подход к лекарственно-устойчивым ИМП

Инфекции мочевыводящих путей (ИМП) — одни из самых распространенных бактериальных инфекций в мире. Неправильное и чрезмерное использование антибиотиков ведет к росту антимикробной резистентности. Раньше надежные антибиотики теперь действуют медленнее или не работают вовсе, что вынуждает клиницистов применять более мощные или препараты последней линии.

В этой ситуации целевая доставка лекарств становится столь же важной, как и разработка новых препаратов.

Принцип целевой доставки лекарств

Когда антибиотик циркулирует по всему телу, он воздействует на здоровые ткани и безвредные бактерии. Даже низкая или субтерапевтическая экспозиция побуждает бактерии адаптироваться. При этом, если слишком мало антибиотика достигает почек или мочевого пузыря, инфекция сохраняется, и у резистентности появляется больше времени для развития.

В ответ на это кандидат наук из Платформы передовой доставки лекарств Витватерсрандского университета (WADDP) Атанг Мотаунг разрабатывает наночастицы для высвобождения антибиотика непосредственно внутри бактерий, вызывающих ИМП. Он описывает взаимодействие как механизм «замок-ключ», где наночастица — это ключ, а поверхность бактерии — замок.

«Когда они встречаются, частица прикрепляется к бактериальной клетке и высвобождает антибиотик именно там, где это необходимо. Вместо того чтобы «заливать» лекарством все тело, система ограничивает воздействие местом инфекции, снижая давление, ведущее к резистентности, и повышая вероятность эффективного действия препарата», — объясняет Мотаунг.

Влияние на пациентов и резистентность

Доставка лекарств — критически важный компонент борьбы с антимикробной резистентностью. Она контролирует, сколько антибиотика попадает в организм, куда он направляется и скольких безвредных бактерий затрагивает по пути.

Мотаунг поясняет, что во всем мире около 60% взрослых женщин столкнутся хотя бы с одной ИМП в жизни, а до 30% — с рецидивом в течение шести месяцев после первой инфекции. По мере роста резистентности эти циклы повторяющихся инфекций становится сложнее контролировать, они обходятся дороже для систем здравоохранения и сильнее нарушают повседневную жизнь пациентов.

У многих пациентов ИМП распространяются из мочевого пузыря в почки, приводя к инфекциям верхних мочевых путей. Они гораздо серьезнее, и часто их нельзя вылечить только пероральными препаратами; применяется внутривенное лечение, но оно «заливает» антибиотиками все тело (почки получают лишь часть лечения), повышая вероятность токсических рисков и давления, ведущего к резистентности.

Инновации в доставке наночастицами

Система доставки лекарств Мотаунга в наномасштабе предназначена для внутривенного введения, но поведение препарата внутри организма, как ожидается, значительно изменится. Препарат последней линии, например колистин, обычно вводят каждые шесть часов, и у половины всех пациентов возникает нефротоксичность из-за высокой системной экспозиции. С помощью целевых наночастиц высвобождение препарата можно замедлить и контролировать, потенциально увеличив интервал между дозами более чем до 12 часов, при этом доставляя более высокие концентрации только в инфицированную ткань.

«Хотя текущий фокус — на ИМП верхних путей, платформу можно адаптировать для доставки разных антибиотиков, включая те, что используются раньше в схеме лечения. Она также может облегчить состояние пациентов, которым тяжело даются повторные инъекции, поскольку контролируемое высвобождение может сократить необходимое количество доз», — говорит Мотаунг.

К концу своей докторской программы он надеется получить полностью разработанный прототип, готовый к доклиническим испытаниям. Новое учреждение второго уровня биобезопасности в Витсе позволит изучить систему в рамках WADDP и в других специализированных лабораториях Университета, ускорив путь от концепции до практического применения.

Будущее лечения инфекций

Антимикробная резистентность развивается быстрее, чем глобальная система здравоохранения может на это реагировать, создавая огромную нагрузку на больницы и превращая рутинные инфекции в сложные медицинские проблемы. Исследования, подобные работе Мотаунга, показывают, что часть решения заключается в изменении способа доставки антибиотиков, гарантируя, что они достигают только тех бактерий, которые должны лечить. В мире, где заканчиваются эффективные варианты, такая точность может быть необходима для защиты будущего лечения инфекций.