Устойчивые к антибиотикам бактерии могут стать глобальной проблемой здравоохранения в ближайшие десятилетия. В погоне за разработкой нового оружия ученые из Техасского университета A&M создали новое семейство антибактериальных полимеров, способных убивать «супербактерии» таким образом, к которым у них не может развиться устойчивость.
Открытие пенициллина стало одним из важнейших научных прорывов 20 века. Внезапно инфекции стали гораздо более выживаемыми, а антибиотики открыли больше хирургических и медицинских методов лечения для большего числа людей. Но гонка вооружений только начиналась.
Бактерии — маленькие адаптируемые вредители, поэтому они быстро выработали защиту от антибиотиков. Ученые, в свою очередь, разработали новые, но, конечно, вскоре бактерии выработали устойчивость и к ним, и этот цикл длился десятилетия. К сожалению, в последние годы ситуация начала меняться в пользу бактерий: у нас заканчиваются новые лекарства, но эволюция не заканчивается. Наша последняя линия обороны начинает давать сбои, и теперь существуют штаммы супербактерий, которые невосприимчивы ко всему, что мы можем им противопоставить.
Нам нужна совершенно новая тактика, если мы хотим предотвратить глобальный кризис в области здравоохранения, и полимеры-антибиотики являются достойным шагом в этом направлении. Эти синтетические молекулы захватываются и разрушают внешние мембраны бактерий, создавая такую форму атаки, к которой насекомые не могут выработать устойчивость.
В новом исследовании команда Texas A&M разработала новые полимеры, которые более настраиваемы, что позволяет настраивать их для еще более эффективной борьбы с супербактериями. Ключом к успеху является катализатор под названием AquaMet, который способен выдерживать высокую концентрацию зарядов и растворим в воде. Толерантность к заряду важна: антибактериальные полимеры работают, потому что их положительный заряд притягивает их к отрицательному заряду бактерий.
Новый метод создания этих полимеров, предложенный командой, позволяет более точно определить места добавления определенных частей к молекуле, что, как предполагалось в предыдущей работе, может улучшить их характеристики.
В ходе лабораторных испытаний были обнаружены новые полимеры. быть активным в отношении двух основных групп бактерий – грамположительных, таких как Метициллинрезистентный золотистый стафилококк (MRSA), и грамотрицательных, таких как E. палочка. Это предполагает, что молекулы будут работать против множества супербактерий. Важно отметить, что лекарства действовали и в низких концентрациях.
Основная сложность антибактериальных полимеров заключается в том, что эритроциты также имеют отрицательный заряд, а это означает, что лекарства тоже могут притягиваться к ним. Но в данном случае метод более индивидуальной настройки молекул позволил им быть более избирательными в отношении бактерий. Однако эта область все еще требует дополнительной работы, по словам команды, и именно это сейчас является предметом следующего раунда исследований.
Исследование было опубликовано в журнале PNAS.
