Нанотехнологии для оценки эффективности антибиотиков

Исследователи из Лондонского центра нанотехнологий совместно с учёным из Университета Квинсленда разработали метод использования нанозондов для изучения механизма действия антибиотиков на бактерии.

Проблема растущей устойчивости бактерий, таких как MRSA (метициллин-резистентный Staphylococcus aureus), к антибиотикам представляет серьёзную угрозу для общественного здоровья.

Профессор Мэтт Купер, австралийский участник команды, присоединился к Институту молекулярной биологии Университета Квинсленда с грантом в $4 млн (Australia Fellowship). Его программа будет посвящена разработке антибиотиков и противогрибковых средств, активных против устойчивых патогенов, особенно вызывающих внутрибольничные инфекции.

«Чтобы решить эту проблему, нам необходимо понять не только то, как бактерии развивают и проявляют устойчивость к антибиотикам, но и как новые антибиотики могут убивать или замедлять рост резистентных бактерий», — заявил профессор Купер.

Метод исследования:

• Лондонская команда создала нанозонды, покрытые молекулами клеточной стенки бактерий — как обычных, так и устойчивых к антибиотикам.
• При добавлении ванкомицина — антибиотика «последней линии защиты» — зонды от обычных бактерий испытывали стресс и меняли форму, а зонды от резистентных бактерий реагировали слабо.
• Изгиб зондов можно было обнаружить с помощью лазера, что указывало на силу, с которой антибиотик воздействует на поверхность.

Это позволило быстро оценить эффективность антибиотика и предложить новые механизмы, с помощью которых антибиотики могут вызывать разрыв и гибель бактерий.

Результаты и перспективы:

• Система показала, что ванкомицину в 1000 раз сложнее прикрепиться к устойчивым бактериям, чем к неустойчивым.
• Метод позволяет обнаружить молекулярные различия между резистентными и нерезистентными бактериями в течение нескольких минут.
• Теперь команда проверяет другие новые антибиотики, чтобы найти препарат, который прочно связывается с устойчивыми бактериями и вызывает существенные структурные повреждения клеточной стенки.

«Этот прорыв поможет нам понять механизм действия препаратов против устойчивых бактерий, а также может привести к созданию быстрых диагностических инструментов и новых методов исследования действия антибиотиков», — отметил доктор Купер.

«Изучение как связывания, так и механического воздействия на структуру клеток может привести к разработке более мощных и эффективных антибиотиков в будущем», — добавила руководитель исследования из Университетского колледжа Лондона доктор Рэйчел Маккендри.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Nanotechnology в конце прошлого года.