Многие вредные бактерии могут перемещаться, чтобы избежать воздействия высоких концентраций антибиотиков. Это позволяет им распространяться по организму и усложняет лечение, способствуя росту проблемы устойчивых к лекарствам инфекций.
Чтобы решить эту проблему, исследовательская группа под руководством доцента Пуи Лай Рэйчел И из Департамента фармации и фармацевтических наук Национального университета Сингапура разработала короткие пептиды, которые могут самоорганизовываться в чрезвычайно тонкие волокна. Эти нановолокна переплетаются и образуют наносети только в присутствии бактерий, захватывая и уничтожая их, не затрагивая здоровые клетки.
За счёт иммобилизации бактерий наносети предотвращают их распространение и делают более уязвимыми для существующих антибиотиков. Технология может вдохновить на создание биоматериалов нового поколения для перевязок, покрытий медицинских устройств или нанесения спреев для лечения бактериальных инфекций.
Вдохновлённая пауками, которые сначала плетут обширные паутины, чтобы поймать добычу, а затем плотно её оборачивают, чтобы предотвратить побег, команда сосредоточилась на разработке пептидов, которые могут формировать как обширные, так и плотные сети в зависимости от их аминокислотной последовательности. В этом исследовании было обнаружено, что тонкие изменения в аминокислотах пептида могут контролировать способ формирования наносетей.
Пептид W-W13 был разработан для формирования плотно переплетённых нановолокон на поверхности бактерий, эффективно удерживая их на месте и уничтожая. Другая версия, E-E13ASYM, была разработана для самопереплетения, образуя широко раскинувшиеся наносети с минимальным взаимодействием с бактериями и без антибактериальной активности.
В ходе лабораторных испытаний команда показала, что плотные наносети могут значительно ингибировать движение бактерий, подчёркивая их потенциал в предотвращении распространения инфекции. Результаты опубликованы в журнале Small.
Чэнь Вэй Мэн, кандидат наук в исследовательской группе, сказал: «Наши результаты показывают, что при правильном дизайне мы можем запрограммировать эти пептиды для создания наносетей, адаптированных для конкретных антибактериальных функций».
«Просто научив пептид сворачиваться определённым образом, мы наделили его способностью иммобилизовывать бактерии до того, как они смогут ускользнуть. Наш следующий шаг — воплотить это в практическом и недорогом решении для борьбы с инфекциями в реальных условиях», — добавила доцент И.
Предоставлено Национальным университетом Сингапура.