Новый синтетический полимер убивает пять видов устойчивых к антибиотикам бактерий

Международная исследовательская группа под руководством Института биоинженерии и нанотехнологий (IBN) Агентства по науке, технологиям и исследованиям (A*STAR) и IBM Research разработала синтетическую молекулу, способную убивать пять смертельно опасных видов мультирезистентных бактерий с минимальными побочными эффектами. Этот новый материал может стать основой для противомикробного препарата. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.

Устойчивые к антибиотикам супербактерии — серьёзная угроза. По данным обзора Великобритании по устойчивости к противомикробным препаратам, они ежегодно убивают около 700 000 человек в мире. К 2050 году эта цифра может достигнуть 10 миллионов.

Исследователи создали новый класс биоразлагаемых противомикробных полимеров — гуанидиний-функционализированные поликарбонаты с уникальным механизмом действия против широкого спектра бактерий. Они нетоксичны для человеческих клеток.

Механизм действия:

  1. Полимер избирательно связывается с бактериальной клеткой.
  2. Транспортируется через клеточную мембрану в цитоплазму.
  3. Вызывает осаждение содержимого клетки (белков и генов), что приводит к её гибели.

Эксперименты на мышах:

Полимер протестировали на мышах, заражённых пятью видами трудноизлечимых мультирезистентных бактерий:

  • Acinetobacter baumannii
  • Escherichia coli
  • Klebsiella pneumoniae
  • метициллин-резистентный Staphylococcus aureus (MRSA)
  • Pseudomonas aeruginosa

Полимер эффективно удалил бактерии без наблюдаемой токсичности. Он также успешно вылечил системные инфекции — перитонит и лёгочную инфекцию, вызванную Pseudomonas aeruginosa.

Ключевые преимущества:

  • Широкий спектр действия против нескольких супербактерий.
  • Биоразлагаемость: полимер разлагается в организме примерно за три дня после выполнения своей функции.
  • Отсутствие резистентности: геномный анализ показал, что у бактерий не развилась устойчивость даже после многократных обработок полимером.

Это исследование открывает перспективы для нового направления — «макромолекулярной терапии», способной создавать новые классы методов лечения множества заболеваний, включая вирусные и бактериальные инфекции, без развития устойчивости.

IBN и IBM ищут сотрудничества с фармацевтическими компаниями для разработки препарата на основе этих полимеров.

2018-03-06