Световая терапия ослабляет устойчивые к антибиотикам бактерии
Исследователи из Техасского университета A&M и Университета Сан-Паулу преодолевают устойчивость бактерий к антибиотикам с помощью света.
Учёные адаптировали антимикробную фотодинамическую терапию (aPDT) — химическую реакцию, запускаемую видимым светом, — для использования против устойчивых штаммов бактерий. Результаты показали, что лечение ослабляет бактерии до такой степени, что низкие дозы существующих антибиотиков могут их эффективно уничтожить.
"Использование aPDT в комбинации с антибиотиками создаёт синергию взаимодействия, работая вместе для решения проблемы", — сказал Владислав Яковлев, со-руководитель проекта. Результаты исследования опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Ультрафиолетовый свет впервые использовали для стерилизации бактерий более 100 лет назад. Популярность фототерапии снизилась десятилетия спустя, когда антибиотики стали основным оружием против бактерий. Устойчивость к антибиотикам проявилась вскоре после их первого применения.
"Фотодинамическая терапия была забытым инструментом, — отмечает Яковлев. — Однако бактерии не могут её преодолеть. Устойчивости к ней нет".
Методология исследования
Для борьбы с бактериями исследователи выбрали три основных компонента aPDT:
- Молекулярный кислород
- Свет
- Фотосенсибилизатор — вещество, создающее реакцию между кислородом и светом.
В качестве фотосенсибилизатора использовали уже одобренный FDA краситель метиленовый синий. Источниками света служили специально сконструированные панели из 25 светодиодов. В качестве бактерии использовали метициллин-резистентный золотистый стафилококк (MRSA).
Ход эксперимента и результаты
Сначала команда использовала только aPDT с различной интенсивностью света, продолжительностью и в определённой серии процедур, чтобы зафиксировать реакцию бактерий. Цель состояла в том, чтобы найти самую низкую дозу и самую короткую серию, которые могли бы ослабить бактериальные мембраны и другие механизмы устойчивости.
Затем исследователи добавляли измеренные уровни и комбинации антибиотиков через разные промежутки времени после процедур aPDT, чтобы отметить реакцию ослабленных бактерий.
"Использование антибиотиков с aPDT — уникальная идея, — говорит Яковлев. — Мы можем использовать более низкие дозы обоих, чтобы достичь нашей цели, в отличие от использования одного или другого в более высоких дозах, которые могут иметь побочные эффекты".
Результаты положительны: устойчивые бактерии, ослабленные процедурами aPDT, погибали при гораздо более низких дозах существующих антибиотиков. В будущем проект будет включать дополнительные исследования времени и дозировки, а также тесты на других устойчивых штаммах бактерий.
"Представьте реальные применения, — говорит Яковлев. — Вы посещаете врача, который использует мазь и светит светом на инфицированную область, и всё готово. Это было бы быстрое и безвредное лечение по мере необходимости".