Лечение бактериальных инфекций антибиотиками
Для лечения бактериальных инфекций медицинские работники назначают антибиотики. Однако не всё активное лекарство используется организмом. Часть его попадает в сточные воды, где могут развиваться устойчивые к противомикробным препаратам бактерии.
Новый подход к лечению антибиотиками
Чтобы повысить эффективность лечения антибиотиками, исследователи модифицировали пенициллин так, чтобы он активировался только под воздействием зелёного света. В ходе первых испытаний этот подход позволил точно контролировать рост бактерий и улучшить выживаемость инфицированных насекомых.
Исследование опубликовано в журнале ACS Central Science.
«Управление активностью лекарств с помощью света позволит точно и безопасно лечить локализованные инфекции», — говорит Викторы Шимanski, один из авторов исследования. «Более того, тот факт, что свет бывает разных цветов, даёт нам возможность вывести пространственный контроль активности лекарств на новый уровень».
Принцип работы
Учёные могут добавить светочувствительную молекулу к лекарственным соединениям, чтобы они оставались неактивными в организме до тех пор, пока это не потребуется. Когда свет попадает на модифицированное соединение, дополнительная молекула отделяется и высвобождает активное лекарство. Этот процесс даёт учёным точный контроль над тем, когда и где лекарства активируются.
Предыдущие светочувствительные метки, такие как кумарин, добавленный к налоксону (препарату для устранения действия опиоидов), требовали для запуска процесса высокоэнергетического УФ- или синего света. Но молекулярные метки, изготовленные из других соединений кумарина, могут быть высвобождены под воздействием зелёного света — менее интенсивной формы света.
Альберт Шульте и Йоррит Шoenmakers вместе с их руководителями и коллегами хотели разработать модификации на основе кумарина для создания светоактивируемых антибиотиков.
Исследователи сначала связали молекулу на основе кумарина с частью пенициллина, которая нацелена на клеточные стенки бактерий, делая антибиотик инертным.
Когда на модифицированный пенициллин воздействует зелёный свет, новая молекула отделяется, активируя пенициллин. Первые эксперименты с бактериями, выращенными в чашках Петри, показали, что воздействие на модифицированный пенициллин зелёного света значительно ингибирует образование колоний кишечной палочки (E. coli) и развитие биоплёнок Staphylococcus epidermidis.
Затем исследователи обработали инфицированных личинок восковой моли Staphylococcus aureus, которые имеют иммунную защиту, сходную с человеческой, путём инъекции модифицированного пенициллина с последующей терапией зелёным светом. У обработанных личинок выживаемость составила 60% по сравнению с инфицированными личинками, которые не получали лечения (30%). Эти наблюдения демонстрируют успешное подтверждение концепции на живых организмах, говорят исследователи.
Исследователи добавляют, что эти результаты являются многообещающими для будущей работы, которая может расширить систему до использования нескольких световых лучей и разных цветов света для контроля активности антибиотиков в более крупных живых организмах, включая человека.
Предоставлено Американским химическим обществом.