Наночастицы-«двуликие Янусы» возвращают силу антибиотикам

Растущая устойчивость бактерий к антибиотикам представляет серьёзную угрозу для здоровья человечества. В поисках решения этой проблемы международная команда исследователей под руководством профессора химии Янь Ю из Университета Вашингтона в Сент-Луисе добилась значительного прогресса, «оживив» старые антибиотики с помощью особых наночастиц.

Учёные создали так называемые «двуликие» наночастицы, названные в честь двуликого римского бога Януса. Эти ультрамалые частицы размером менее 100 нанометров имеют две функционально разные стороны. Одна сторона покрыта положительно заряженными молекулами, которые помогают частице прикрепляться к клеточной стенке бактерии. Другая сторона покрыта гидрофобными (отталкивающими воду) молекулами, которые вызывают разрыв этой стенки.

«Наночастицы значительно усилили действие антибиотиков, — заявила Янь Ю. — Это исследование может указать новый путь к возвращению эффективности старых антибактериальных препаратов».

Как показали эксперименты, после того как наночастицы Януса нарушают целостность клеточной стенки, антибиотикам становится гораздо легче проникнуть внутрь и убить бактерию. Комбинация наночастиц и антибиотиков эффективно уничтожала колонии устойчивых к лекарствам штаммов кишечной палочки (E. coli) и ацинетобактера Баумана (A. baumannii), в том числе штамм, выделенный в больничных условиях.

Важным преимуществом новой технологии является сложность выработки у бактерий устойчивости к такому двойному удару. По словам профессора Ю, если бактерии и смогут развить какую-то защиту, то этот процесс будет очень медленным. Кроме того, наночастицы Януса можно настраивать, меняя молекулы на их сторонах, что открывает широкие возможности для адаптации терапии.

В будущем команда планирует начать сотрудничество с клиницистами для тестирования наночастиц в больничных условиях, например, для заживления ран. Также предстоит работа по оптимизации производства частиц в больших количествах для клинического применения. Исследование было опубликовано в журнале Nano Letters.

Интересный факт: Проблема антимикробной резистентности (УПП) ежегодно уносит жизни около 1.27 миллиона человек по всему миру, а к 2050 году, по прогнозам, эта цифра может вырасти до 10 миллионов, если не будут найдены новые эффективные решения. Технологии на основе наночастиц рассматриваются как один из самых перспективных подходов в этой борьбе.