Ученые научились уничтожать лекарственно-устойчивые бактерии

Новая технология использует наноразмерные частицы магнитного жидкого металла для измельчения бактерий и бактериальной биопленки - защитного «дома», в котором процветают бактерии - без вреда для хороших клеток. Исследование, проведенное Университетом RMIT, предлагает принципиально новое направление в поиске лучших технологий борьбы с бактериями.

Устойчивость к антибиотикам представляет собой серьезную угрозу для здоровья во всем мире, вызывая не менее 700 000 случаев смерти в год. Без каких-либо действий к 2050 году число погибших может возрасти до 10 миллионов человек в год.

Самые большие проблемы связаны с распространением опасных, устойчивых к лекарствам супербуков, и ростом бактериальных инфекций биопленки, которые уже нельзя лечить с помощью существующих антибиотиков.

Доктор Аарон Элборн сказал, что антибиотики произвели революцию в здоровье, так как они были обнаружены 90 лет назад, но теряли эффективность из-за неправильного использования.

«Мы идем в будущее после антибиотиков, где обычные бактериальные инфекции, легкие травмы и рутинные операции могут снова стать смертельно опасными», - сказал Элборн, научный сотрудник лаборатории нанобиотехнологий в RMIT. «Недостаточно сократить использование антибиотиков, нам необходимо полностью переосмыслить методы борьбы с бактериальными инфекциями».

Бактерии невероятно приспосабливаемы, и со временем они развивают защиту от химических веществ, используемых в антибиотиках, но у них нет никакого способа справиться с физической атакой. В своем методе ученые используются высокоточные жидкие металлы, которые физически разрывают бактерии на куски и разбивают биопленку, где бактерии живут и размножаются.

«При дальнейшем развитии мы надеемся, что эта технология поможет создать историю устойчивости к антибиотикам», - добавляет Элборн.

Команда RMIT, разработавшая эту технологию, является единственной в мире группой, исследующей антибактериальный потенциал магнитных наночастиц жидкого металла. При воздействии магнитного поля низкой интенсивности эти наноразмерные капли изменяют форму и приобретают острые края. Когда капли соприкасаются с бактериальной биопленкой, их движения и нанострые края разрушают биопленку и физически разрушают бактериальные клетки.

В новом исследовании команда проверила эффективность технологии в отношении двух типов бактериальных биопленок (грамположительных и грамотрицательных). После 90 минут воздействия наночастиц жидкого металла обе биопленки были уничтожены, и 99 процентов бактерий погибли. Важно отметить, что лабораторные исследования показали, что разрушающие бактерии капли не влияют на клетки человека.

Доктор наук Ви Кхан Труонг (Vi Khanh Truong) сказал, что однажды универсальная технология может быть использована различными способами для лечения инфекций.

«Его можно использовать в качестве аэрозольного покрытия для имплантатов, чтобы сделать их мощно антибактериальными и снизить высокий уровень инфекции при таких процедурах, как замена тазобедренного и коленного сустава», - сказал Труонг. «Существует также потенциал для превращения его в инъекционное лечение, которое можно использовать в месте заражения».

Следующий этап исследований - проверка эффективности технологии в доклинических испытаниях на животных - уже начался, и команда надеется перейти к клиническим испытаниям на людях в ближайшие годы.

Под руководством Труонга, Элборна и доктора Джеймса Чепмена команда также планирует расширить технологию за пределы антибактериального лечения, исследуя, ъекции как ее можно использовать для лечения грибковых инфекций, удаления холестериновых бляшек и лечения проблем с сердцем, а также для удаления раковых опухолей, путем прямой инъекции в раковые клетки, пишет журнал NANO.