Улучшенная сеть: исследователи «уплотняют» защитное покрытие организма

Сеть с большими ячейками не поймает мелкую рыбу. Подобно этому, микроскопические волокна в защитном слизистом слое глаз, легких, желудка или репродуктивной системы естественным образом собираются в пучки, позволяя мельчайшим болезнетворным микробам, аллергенам или загрязнителям проскользнуть сквозь них. Однако исследователи из Университета Джонса Хопкинса обнаружили химический способ уменьшить размер ячеек в этой сети, чтобы она задерживала больше нежелательных частиц.

Команда показала, что крошечные нити в слизистом слое — муциновые волокна — естественным образом стремятся собираться в пучки, создавая достаточно большие промежутки для проникновения патогенов и потенциально опасных загрязнителей. Но, добавив обычное моющее средство, исследователи частично нарушили процесс образования пучков муциновых волокон, что уменьшило размер ячеек в сети. Частицы диаметром около 200 нанометров, которые ранее легко проходили сквозь нее, теперь задерживались в более мелкой сетке.

Результаты были опубликованы 28 января в онлайн-версии журнала PLoS ONE. В исследовании изучали защитные покрытия, взятые из женской репродуктивной системы, проводя эксперименты с высокоразрешающей микроскопией с частицами размером от 100 нанометров до 1 микрона.

Для уменьшения ячеек сети исследователи использовали детергент, обычный для многих средств личной гигиены. Слизь, обработанная этим детергентом, значительно замедляла движение наночастиц, особенно в диапазоне 200–500 нанометров, что было наглядно показано на видео с флуоресцентной визуализацией.

Команда видит множество потенциальных применений для этой концепции. Например, во время вспышки гриппа врачи могли бы вдыхать такие агенты в аэрозольной форме для защиты от вируса на несколько часов. Люди, работающие в условиях высокой концентрации наночастиц в воздухе, могли бы использовать продукты с такими детергентами для предотвращения опасного воздействия.

Поскольку слизистый слой постоянно обновляется в организме, любое усиление его защитной способности будет кратковременным. Например, покрытие в легких обновляется всего за 30 минут, а слизистая оболочка желудка и кишечника — за несколько часов.

Это исследование — лишь начало, и методика еще не тестировалась на людях. Следующим шагом будет испытание различных веществ, возможно, направленных против конкретных патогенов, и наблюдение за тем, как они улучшают барьерную функцию слизи. Кроме того, детергенты можно комбинировать с противомикробными агентами, чтобы не только задерживать, но и уничтожать потенциальные патогены. Планируются исследования на животных.