Светом управляемая система «бактериальных роботов» для борьбы с устойчивостью к антибиотикам

Исследователи из Политехнического университета Милана разработали технику, позволяющую управлять определёнными функциями бактерий с помощью светочувствительных материалов. Проект Engineering of Bacteria to See Light (EOS) создал систему, благодаря которой бактерии могут чувствовать свет и преобразовывать световую энергию в электрические сигналы через свои мембраны без какой-либо генетической модификации.

Принцип работы: на поверхность бактерий необратимо прикрепляются специальные фототрансдуцирующие молекулы. При воздействии света эти молекулы изменяют электрический потенциал бактериальной мембраны.

Ключевое применение: борьба с устойчивостью к антибиотикам. Управляя мембранным потенциалом по требованию, можно влиять на поглощение антибиотиков и восстанавливать или даже усиливать эффективность лечения устойчивых штаммов.

Первые результаты, опубликованные в The European Physical Journal Plus, показывают, что оптомодуляция (световая модуляция электрических сигналов) напрямую влияет на поглощение антибиотиков:

• Используя светочувствительную молекулу Ziapin2, учёные изменяли мембранный потенциал Bacillus subtilis.
• Под синим светом (470 нм) эффективность канамицина (действует внутри клетки) значительно снижалась, что указывает на ключевую роль мембранного потенциала в поглощении препарата.
• Ампициллин (действует на клеточную стенку) сохранял большую часть своей эффективности при освещении.

Потенциальные применения:

• Создание антимикробных платформ нового поколения, где свет используется для воздействия на устойчивые патогены.
• Разработка биосовместимых, управляемых светом «бактериальных роботов» для доставки лекарств в специфические области тела, включая труднодоступные (например, желудочно-кишечный тракт).