Новости химической науки > Бактерициды достигают новых глубин

Исследователи из США и Китая разработали низкорискованный метод лечения бактериальных инфекций в глубоких ранах.

Лечение подобного рода инфекций долгое время было проблемой для профессионалов от здравоохранения, а инфекции, причиной которых являются резистентные к лекарственным препаратам бактерии, осложняют такое лечение еще в большей степени. С целью определения источника больничных инфекций и предотвращения их распространения недавно был разработан метод, основанный на определении генома метицилин-резистентного золотистого стафилококка.

Рисунок из Nanoscale, 2013, DOI: 10.1039/C2NR33154C

Такие экстремальные подходы к отслеживанию инфекций должен быть дополнен таким же по эффективности бактерицидом. Известно, что рентгеновское излучение обладает ярко выраженным бактерицидным действием, однако для подавления роста бактерий с помощью рентгеновского излучения требуются большие дозы радиации, что ограничивает ее использование in vivo.

Исследователям из группы Минь Су (Ming Su) удалось найти низкорискованное решение к лечению инфекций в глубоких ранах за счет использования наночастиц из висмута, модифицированных антителами. В комбинации с дозой рентгеновского излучения, эквивалентной той, которую мы получаем при рентгенографии грудной клетки, такие наночастицы специфично уничтожают ответственные за инфицирование ран бактерии Pseudomonas aeruginosa в системе, моделирующей глубокую рану.

Наночастицы были получены за счет реакции аминогруппы антитела к P. Aeruginosa с наночастицами из висмута, содержащими карбоксильные группы. После введения наночастиц в полимерный блок, изображающий рану глубиной 4 см, исследователи облучали их рентгеновским излучением с расстояния 10 см в течение 10 минут. В результате такой обработки было убито 90% от колонии бактерий, простое облучение без наночастиц приводило к смерти всего лишь 6% бактерий. Облучение такой же дозой рентгеновского излучения двух линий клеток человека показало, что существенного понижения их жизнеспособности не наблюдается.

Колония P. aeruginosa: (A) без обработки; обработанная наночастицами из висмута (B); рентгеновским излучением (C); наночастицами и рентгеновским излучением (D). (Рисунок из Nanoscale, 2013, DOI: 10.1039/C2NR33154C)

Успех метода основан на радиосенсибилизационном эффекте, проявляемым висмутом. Дело в том, что висмут характеризуется более значительным поглощением ренгтеновского излучения в поперечном сечении, чем другие металлы, а это, в свою очередь, означает, что частицы висмута могут локально увеличить дозу радиационного излучения примерно в 35 раз. Связывание наночастицы с бактерией за счет привитых антител дополнительно уменьшает расстояние между бактерией и частицей, дополнительно увеличивая эффективность воздействия. Су отмечает, что разработанный в его группе метод окажется более действенен, чем лечение инфицированных ран с помощью перорального приема антибиотиков.

Тоби Дженкинс (Toby Jenkins) из Университета города Бат (Великобритания) предполагает, что использование модифицированных наночатиц, которые за счет антител могут связываться с бактериями, представляет собой весьма интересную и перспективную концепцию, подчеркивая, однако, что одновременное использование рентгеновского излучения и наночастиц в клинической практики может быть связано со многими рисками, оценку которых еще необходимо провести.

Источник: Nanoscale, 2013, DOI: 10.1039/C2NR33154C

метки статьи: #медицинская химия, #нанотехнологии, #радиохимия и химия высоких энергий