Новый тройной агент пробивает защиту бактериальных биоплёнок
Устойчивые лёгочные инфекции, хронические раны и внутрибольничные инфекции часто трудно поддаются лечению, поскольку их вызывают биоплёнки — колонии бактерий, растущие в самопроизводимом матриксе. Этот внеклеточный матрикс усиливает антибиотикорезистентность, делая уничтожение бактерий внутри плёнки в тысячу раз сложнее.
Исследование, опубликованное в npj Biofilms and Microbiomes под руководством Эдуарда Торрентса (IBEC, Университет Барселоны), представило новый тройной антибиотический агент, способный разрушить матрикс и устранить более 50% патогенов за одно применение.
Механизм действия: наноноситель, фермент и антибиотик
Исследование сфокусировалось на бактерии Pseudomonas aeruginosa, образующей биоплёнки в лёгких пациентов с муковисцидозом или ХОБЛ.
- Наноноситель для доставки. Стандартный антибиотик тобрамицин (положительно заряженный) нейтрализуется отрицательно заряженным матриксом. Учёные загрузили его в отрицательно заряженные наночастицы на основе декстрана, которые смогли перенести до 40% веса антибиотика, преодолев барьер заряда.
- Фермент для разрушения "клея". Наночастицы покрыли ферментом DNase I, который расщепляет структурную ДНК — один из ключевых компонентов, скрепляющих матрикс биоплёнки.
- Усиленное проникновение и уничтожение. Комбинация позволяет антибиотику глубже проникать в биоплёнку и эффективнее убивать бактерии внутри.
«Комбинируя антибиотик с агентами, разрушающими биоплёнку, мы создали препарат, который мощнее одного антибиотика», — отмечает Эдуард Торрентс.
Микроскопия подтвердила, что агент растворяет структурную ДНК в матриксе и убивает бактерии. Однократное применение снизило бактериальную биомассу более чем наполовину.
Перспективы и значение
В клинической практике агент можно будет вводить многократно, как стандартный курс антибиотиков. Следующий шаг — клиническая валидация системы. Коммерциализация этого подхода может стать решающим шагом в лечении инфекций, связанных с биоплёнками, глобальные экономические потери от которых оцениваются в 4 миллиарда долларов в год.