Нановолокна из пептидов помогут бороться с устойчивыми бактериями

Настройка ароматичности пептида привела к созданию W-W₁₃, который образует плотно переплетенные наносети на бактериальных поверхностях. В отличие от этого, уменьшение положительного заряда в E-E₁₃^ASYM привело к образованию обширных, слабо самопереплетающихся наносетей, которые менее эффективно улавливают бактерии. На изображениях сканирующей электронной микроскопии видны различные плотные и рыхлые наносети, захватывающие Escherichia coli. Автор: Адаптировано из Small (2025). DOI: 10.1002/smll.202505823

Многие вредоносные бактерии способны перемещаться, чтобы избегать высоких концентраций антибиотиков. Это позволяет им распространяться по организму и затрудняет лечение, способствуя растущей проблеме лекарственно-устойчивых инфекций.

Чтобы решить эту проблему, исследовательская группа под руководством доцента Пуи Лай Рэйчел И из Департамента фармации и фармацевтических наук Национального университета Сингапура разработала короткие пептиды, способные к самосборке в чрезвычайно тонкие волокна. Эти нановолокна сплетаются и образуют наносети только в присутствии бактерий, захватывая и уничтожая их, при этом не затрагивая здоровые клетки.

Иммобилизируя бактерии, наносети предотвращают их распространение и делают их более уязвимыми к существующим антибиотикам. Эта технология может вдохновить на создание биоматериалов нового поколения для перевязочных материалов, покрытий для медицинских устройств или спреев для лечения бактериальных инфекций.

Черпая вдохновение у пауков, которые сначала плетут обширные сети для поимки добычи, а затем плотно оборачивают её, чтобы предотвратить побег, команда сосредоточилась на проектировании пептидов, способных формировать как обширные, так и плотные сети в зависимости от их аминокислотной последовательности. В этом исследовании они обнаружили, что незначительные изменения в аминокислотах пептида могут контролировать способ формирования наносетей.

Пептид W-W₁₃ был сконструирован для формирования плотно переплетенных нановолокон на поверхностях бактерий, эффективно захватывая их на месте и уничтожая. Другая версия, E-E₁₃^ASYM, была разработана для самопереплетения, формирования широко простирающихся наносетей с минимальным взаимодействием с бактериями и без антибактериальной активности.

Команда показала в лабораторных тестах, что плотные наносети могут значительно ингибировать движение бактерий, подчеркивая их потенциал в предотвращении распространения инфекции. Результаты исследования опубликованы в журнале Small.

Чен Вэй Мэн, кандидат наук в исследовательской группе, сказал: «Наши результаты показывают, что при правильном проектировании мы можем запрограммировать эти пептиды на построение наносетей, адаптированных для конкретных антибактериальных функций».

«Просто научив пептид сворачиваться, мы дали ему способность обездвиживать бактерии до того, как они смогут убежать. Наш следующий шаг — превратить это в практичное, недорогое решение для борьбы с инфекциями в реальных условиях», — добавила доцент И.

Больше информации: Wei Meng Chen et al, Controlling Nanonet Morphology via Residue‐Specific Modulation of β‐Hairpin Peptide for Enhanced Bacterial Trapping, Small (2025). DOI: 10.1002/smll.202505823

Интересный факт: Проблема антимикробной резистентности становится одной из серьезнейших угроз глобальному здравоохранению. По данным ВОЗ, лекарственно-устойчивые инфекции ежегодно уносят жизни около 1,27 миллиона человек во всем мире. Новые подходы, подобные наносетям из пептидов, могут стать прорывом в борьбе с супербактериями.