Ученые научились атаковать хронические бактериальные инфекции при помощи специальных наночастиц - «Наука и технологии»

Группа ученых из университета Нового Южного Уэльса (University of New South Wales, UNSW), Австралия, придумали новый метод, позволяющий "разобраться" с биопленками, формирующимися из болезнетворных микроорганизмов в случае хронических бактериальных инфекций. Когда болезнетворные бактерии присутствуют в организме в небольших количествах, на них достаточно легко можно воздействовать антибиотиками и другими лекарственными препаратами. Но если время было упущено, то бактерии могут объединиться и сформировать биопленки, тонкие слои которых покрывают поверхность внутренних органов. И борьба с такими колониями бактерий, способными выживать в самых тяжелых условиях, является намного более трудным делом.

Согласно имеющимся данным, около 80 процентов инфекционных заболеваний протекает с образованием бактериальных биопленок. Такие биопленки могут заражать не только организм носителя инфекции, они могут оседать и на поверхности медицинского оборудования, к примеру, на внутренних поверхностях катетеров. И эта проблема встает особенно остро в случае эпидемий инфекционных заболеваний, которые достаточно часто возникают в странах третьего мира.

В поисках метода борьбы с образованием инфекционных биопленок исследователи UNSW обратились к возможностям современных нанотехнологий. А "подопытным кроликом" для ученых стали патогенные бактерии вида Pseudomonas aeruginosa, микроорганизм, на котором проводятся испытания новых лекарственных препаратов и изучение реакции организмов на воздействие различных факторов.

Прежде чем приступить к разработке нового метода борьбы, ученые досконально изучили то, что делают болезнетворные микроорганизмы во время "колонизации" нового места их обитания. Даже если бактерии уже объединились в биопленку, для того, чтобы завоевать новое место им приходится снова разделиться, становясь более уязвимыми для антибиотиков и других лекарственных препаратов. А побудить их к таким действиям может небольшое повышение температуры окружающей среды, что является своего рода сигналом о наличии неподалеку незараженных участков поверхности.

Для имитации вышеупомянутого сигнала ученые ввели внутрь инфицированного организма, заболевание которого уже давно перешло в хроническую стадию, наночастицы из оксида железа, поверхность которых была покрыта слоем нетоксичного пластика. Затем внутрь этого организма было направлено сфокусированное переменное магнитное поле, которое нагрело наночастицы. Естественно, тепло от наночастиц было передано окружающей среде, что вызвало появление локальных областей, температура которых на пять градусов превышала температуру окружающей среды. Это послужило имитатором сигнала для колоний болезнетворных бактерий, пленка которых через время просто распалась, после чего эти бактерии были достаточно легко уничтожены лекарственными препаратами.

"Использование покрытых полимером железных наночастиц позволяет рассеять даже самые устойчивые колонии бактерий, формирующих биопленки. И эту технологию можно использовать не только в медицине, она может быть использована, к примеру, в пищевой промышленности для дезинфекции оборудования" - рассказывает профессор Сириле Буае (Cyrille Boyer), возглавляющий исследовательскую группу, - "Когда пленки разрушаются, на отдельные бактерии гораздо проще воздействовать медикаментозным путем или просто удалить их из организма. И наш новый метод является единственным эффективным методом лечения с некоторыми инфекциями, особо устойчивыми к лекарственным препаратам, в том числе и сильным антибиотикам".