Наночастицы, активируемые светом, усиливают действие антибиотиков
Исследование Университета Колорадо в Боулдере показывает, что наночастицы, активируемые светом (квантовые точки), могут значительно повысить эффективность антибиотиков в борьбе с устойчивыми к лекарствам супербактериями, такими как E. coli и Salmonella.
Мультирезистентные патогены, которые развивают защиту быстрее, чем создаются новые антибиотики, обошлись США в 2013 году примерно в $20 млрд прямых расходов на здравоохранение и еще $35 млрд — в потерянной производительности.
Исследователям удалось восстановить эффективность существующих антибиотиков против некоторых клинических изолятов инфекций, введя наноинженерные квантовые точки. Их можно применять избирательно и активировать или деактивировать светом определенной длины волны.
Вместо обычной атаки на бактерии точки высвобождают супероксид — химический агент, который нарушает метаболические и клеточные процессы бактерии. Это вызывает защитную реакцию, делая бактерию более уязвимой к исходному антибиотику.
«Мы разработали двойной нокаутирующий удар. Естественная защитная реакция бактерии [на точки] на самом деле делает ее более уязвимой», — сказал Прашант Нагпал, соавтор исследования.
Результаты, опубликованные в журнале Science Advances, показывают, что точки снизили эффективную устойчивость клинических изолятов к антибиотикам в 1000 раз без побочных эффектов.
«Мы думаем больше как бактерия. Это новая стратегия, которая играет против обычной силы инфекции и катализирует действие антибиотика», — сказала соавтор Анушри Чаттерджи.
В отличие от других методов, квантовые точки могут работать избирательно на внутриклеточном уровне. Например, Salmonella может расти и размножаться внутри клеток хозяина. Точки достаточно малы, чтобы проникнуть внутрь и помочь очистить инфекцию изнутри.
«Эти суперустойчивые бактерии уже существуют, особенно в больницах. Они всего в одной мутации от того, чтобы стать гораздо более распространенными инфекциями», — отметил Нагпал.
Ключевое преимущество технологии — она предлагает клиницистам адаптивный многосторонний подход к борьбе с инфекциями, которые уже испытывают пределы текущих методов лечения.
«Болезнь работает гораздо быстрее нас. Медицина тоже должна развиваться», — сказала Чаттерджи.
В перспективе исследователи видят квантовые точки как платформенную технологию, которую можно масштабировать и модифицировать для борьбы с широким спектром инфекций и потенциально расширить на другие терапевтические применения.