Ученые синтезировали борца с устойчивыми к антибиотикам бактериями

Ученые синтезировали борца с устойчивыми к антибиотикам бактериями

Китайские, американские и сингапурские исследователи синтезировали вещество с антимикробными свойствами, которое эффективно разрушает ESKAPE-бактерии, резистентные к большинству антибиотиков.

Как рассказывают ученые в Nature Communications, полимер с гуанидиновыми функциональными группами разлагается и не токсичен, и не вызывает возникновения резистентности бактерий.

Аббревиатура ESKAPE объединяет названия патогенов, обладающих повышенной устойчивостью к большинству антибиотиков и вызывающих большинство госпитальных инфекций по всему миру. Не так давно среди бактерий началось распространение гена, обеспечивающего их устойчивостью к полимиксинам — «антибиотиками запаса», которые применяют, когда другие уже не работают. Неудивительно, что исследователи ищут другие антимикробные вещества, которые могли бы эффективно бороться с патогенами.

В том числе химики и биологи синтезируют антимикробные пептиды и полимеры. Эти вещества, обладающие положительным зарядом, связываются с отрицательно заряженной бактериальной мембраной и разрушают ее, что приводит к гибели клетки. Несмотря на эффективность и широкий спектр действия, антимикробные пептиды токсичны, к тому же их производство довольно дорого. Большинство описанных антимикробных полимеров не разлагаются, а следовательно могут накапливаться в организме и со временем становиться токсичными. К тому же до сих пор их активность в живых организмах практически не исследовалась.

Поэтому международная команда исследователей под руководством доктора Юи Янь Яна (Yi Yan Yang) из сингапурского Института биоинженерии и нанотехнологий создала биоразлагаемый полимер и проверила его активность и возможную токсичность не только в клеточных культурах, но и на мышах. Ученые синтезировали поликарбонатный полимер с гуанидиновыми функциональными группами. Гуанидин представляет из себя сильное основание; в лабораторных исследованиях его часто используют для денатурации белков.

Сначала исследователи проверили антимикробную активность полимера на бактериальных культурах и выяснили, что эффективнее всего работают полимеры длиной 20 звеньев. Токсичность вещества проверяли на крысиных эритроцитах и клетках эмбриональных человеческих почек. Полимер оказался нетоксичным для эритроцитов и менее токсичным для человеческих клеток, чем антибиотик полимиксин В, который наряду с высокой эффективностью, очень вреден для почек. Также исследователи показали, что поликарбонат полностью разлагается в течение трех суток и продукты распада нетоксичны.
Авторы протестировали активность полимера на культурах пяти ESKAPE-патогенов, в том числе синегнойной палочки (Pseudomonas aeruginosa) и метициллинрезистентного золотистого стафилококка (Methicillinresistant Staphylococcus aureus, MRSA). Оказалось, что вещество уничтожает бактерии с 99-100 процентной эффективностью.

С помощью флуоресцентной спектроскопии и меченого полимера, трансмиссионной и сканирующей электронной микроскопии исследователям удалось объяснить механизм действия вещества. Для этого они использовали культуру ESKAPE-патогена Acinetobacter baumannii, которые вызывают пневмонию, менингит и целый ряд других инфекций. Молекулы поликарбонатов связывались с бактериальной мембраной и, не разрушая ее, проникали внутрь клетки. Затем гуанидин денатурировал белки цитоплазмы и они выпадали в осадок, убивая клетку.

Чтобы убедиться в том, что бактерии не вырабатывают устойчивости к поликарбонату, исследователи проводили 30 циклов обработки клеточной культуры Acinetobacter baumannii полимером. Они выращивали культуру и обрабатывали ее полимером в такой концентрации, которая позволяла выжить некоторым бактериям. Затем их опять выращивали и снова обрабатывали поликарбонатом. При этом исследователи смотрели, не увеличивается ли количество вещества, необходимое для почти полного уничтожения патогенов. В качестве контроля ученые использовали антибиотик имипенем. После 30 циклов обработки бактерии так и не выработали устойчивости к полимеру. Для сравнения, резистентность к имипенему A.baumannii выработали за восемь циклов.
В заключение ученые проверили активность и токсичность полимера на мышах. Их заражали ацинетобактером, либо MRSA, патогенным штаммом кишечной палочки (Escherichia coli), или культурой Klebsiella pneumoniae в таких концентрациях, которые без лечения вызывали 100-процентную смертность в течение 48 часов. Затем животным вводили либо полимер, либо антибиотики имипенем или ванкомицин. Оказалось, что доза поликарбоната, необходимая для 50- и 95-процентного выживания инфицированных животных, для трех из четырех патогенов была ниже или сравнима с количеством антибиотиков.

Ранее исследователи предложили лечить госпитальные инфекции природной глиной с канадского озера Кисамит. Она обладает антимикробной активностью, в том числе уничтожает ESKAPE-патогены. Подробнее о госпитальных инфекциях и о том, почему бактерии становятся неуязвимыми для антибиотиков, можно прочитать в нашем материале.

Источник: N+1

Подписывайтесь на канал «Хвилі» в Telegram, страницу «Хвилі» в Facebook.

Последние новости
Кабмин запретит пластиковые пакеты в Украине

Кабмин запретит пластиковые пакеты в Украине

В Кабмине поддерживают запрет использования пластиковых пакетов
Xiaomi готовит 10 новых 5G-смартфонов

Xiaomi готовит 10 новых 5G-смартфонов

Основатель Xiaomi рассказал о выпуске 10 новых смартфонов с поддержкой 5G
Медики сказали, чего ни в коем случае нельзя делать с детьми

Медики сказали, чего ни в коем случае нельзя делать с…

Педиатр рассказала, как самые безобидные действия могут непоправимо навредить ребенку.
У Путина объяснили, почему Керченский мост не помог снизить цены в Крыму

У Путина объяснили, почему Керченский мост не помог снизить цены…

В России рассказали, почему в Крыму высокие цены на продукты
Кабмин упростил назначение субсидий некоторым категориям

Кабмин упростил назначение субсидий некоторым категориям

Кабинет министров назначил категории, которые смогут получить жилищные субсидии по упрощенной схеме.
Пальчевский жестко прошелся по окружению Зеленского

Пальчевский жестко прошелся по окружению Зеленского

Андрей Пальчевский рассказал, почему команда Владимира Зеленского негативно влияет на его рейтинги
На Марсе обнаружили следы гигантских соленых озер

На Марсе обнаружили следы гигантских соленых озер

Марсоход NASA нашел на Марсе остатки соленых озер, похожих на земные
НАПК получило временного главу

НАПК получило временного главу

Кабмин назначил экс-депутата от БПП временным главой НАПК
Украина переходит на зимнее время: куда переводить стрелки

Украина переходит на зимнее время: куда переводить стрелки

Украинцам напомнили про переход на зимнее время
Кабмин запустит программу развития Карпат до 2022 года

Кабмин запустит программу развития Карпат до 2022 года

Кабинет министров утвердил государственную программу развития Карпатского региона
Самые фантастические создания, живущие рядом с человеком: фото

Самые фантастические создания, живущие рядом с человеком: фото

Животные внеземного происхождения, которые живут рядом с нами и не перестают удивлять научный мир
Кулеба объяснил, зачем украинцам двойное гражданство

Кулеба объяснил, зачем украинцам двойное гражданство

Вице-премьер-министр Украины считает мировой опыт двойного гражданства полезным для Украины
Эксперт назвал главные причины ДТП на дорогах Украины

Эксперт назвал главные причины ДТП на дорогах Украины

Автоюрист озвучил ужасающую статистику смертности в дорожно-транспортных происшествиях и основные причины их возникновения.
Кабмин уволил двоих и назначил пятерых губернаторов

Кабмин уволил двоих и назначил пятерых губернаторов

Кабинет министров Украины согласовал назначение пятерых глав ОГА и увольнение двух глав ОГА
Финансовый комитет Рады «забыл» об общественном контроле

Финансовый комитет Рады «забыл» об общественном контроле

При комитете ВР не сформировали Громадскую Раду
Кабмин передал Госстат Дубилету

Кабмин передал Госстат Дубилету

Кабинет министров Украины переподчинил Государственную службу статистики
Милованов сообщил, чего США ждут от Украины

Милованов сообщил, чего США ждут от Украины

Тимофей Милованов прибил из США и рассказал, какие ожидания там предъявляют к украинской власти. 
Прогноз погоды на неделю преподнес украинцам приятный сюрприз

Прогноз погоды на неделю преподнес украинцам приятный сюрприз

Синоптики прогнозируют продолжение "бабьего лета"
Некоторые украинцы заметили необычный значок в смартфонах: что это

Некоторые украинцы заметили необычный значок в смартфонах: что это

Новый символ означает более высокую скорость интернета - 4G+
Бизнес в смартфоне: что подписал Зеленский и какие новые правила ждут  ФЛП

Бизнес в смартфоне: что подписал Зеленский и какие новые правила…

Новые законы предусматривают введение в сфере торговли и услуг программных регистраторов расчетных операций (PPO), электронных чеков и кэшбека покупателям
Аслунд заявил, что Путин и Зеленский не договорятся по Донбассу из-за Трампа

Аслунд заявил, что Путин и Зеленский не договорятся по Донбассу…

Это связано со скандалом вокруг телефонного разговора президентов Украины и США и угрозой импичмента Дональда Трампа
Ученые выяснили, что скрывалось на дне древнего метеоритного кратера

Ученые выяснили, что скрывалось на дне древнего метеоритного кратера

Специалисты узнали, кто обитает в самом большом кратере Европы
Украинцам трижды повысят пенсии

Украинцам трижды повысят пенсии

Украинским пенсионерам в ближайший год следует ожидать несколько повышений выплат
Главарь «ДНР» Пушилин получил от Путина последнее предупреждение

Главарь «ДНР» Пушилин получил от Путина последнее предупреждение

Делегация из Москвы поставила главаря «ДНР» перед фактом
Назначенный Зеленским глава Киевской ОГА отработал 100 дней и подал в отставку

Назначенный Зеленским глава Киевской ОГА отработал 100 дней и подал…

Об этом он написал в своем Фейсбуке
Симптомы хронической усталости, которые нельзя игнорировать

Симптомы хронической усталости, которые нельзя игнорировать

Мышечные боли, проблемы с памятью, плохой сон и даже тошнота - все это может быть проявлениями синдрома хронической усталости
Корабль США Ocean Freedom с украинскими катерами на борту вошел в Черное море

Корабль США Ocean Freedom с украинскими катерами на борту вошел…

В Черное море вошел американский корабль с подаренными ВМС Украины катерами
Синоптики сообщили, когда закончится «бабье лето»

Синоптики сообщили, когда закончится «бабье лето»

Погода в Украине пока еще порадует аномальным октябрем, но не долго
Пенсионный фонд понизил показатель средней зарплаты для пенсии

Пенсионный фонд понизил показатель средней зарплаты для пенсии

Пенсионный фонд снизил показатель средней зарплаты для пенсии за август
Странный гигантский кокон нашли в глубинах океана

Странный гигантский кокон нашли в глубинах океана

Дайверы увидели огромный пузырь, просветили его фонариками и засняли на видео
Читай также