Ученые из Санкт-Петербурга создали систему адресной доставки лекарств с помощью частиц карбоната кальция, которую можно использовать в том числе для борьбы с устойчивыми к антибиотикам бактериям.
Результаты исследования опубликованы в журнале Chemical Communications.
Карбонат кальция — простое и хорошо известное вещество. Оно входит в состав мела, известняка, мрамора, морских раковин, яичной скорлупы и многих пищевых добавок, под именем Е170 оно зарегистрировано как белый пищевой краситель.
Исследователи из Химико-биологического кластера Университета ИТМО разработали на его основе полые частицы-носители для доставки лекарственных препаратов, по форме напоминающие бактерии кишечной палочки Escherichia coli.
По мнению ученых, такие носители будут восприниматься патогенами как собственные клетки, встраиваться в бактериальные биопленки и контролируемо высвобождать терапевтическое средство, когда это необходимо.
«Мы разрабатываем материал под конкретную задачу, а именно — для борьбы с бактериальными инфекциями, — приводятся в пресс-релизе слова первого автора статьи, аспиранта Никиты Серова. — Карбонат кальция — материал очень доступный и дешевый, по нему много экспериментальных данных.
При этом он биосовместимый. Если мы вспомним, какие элементы у нас представлены в крови и других биологических жидкостях, то увидим, что кальций является одним из наиболее представленных ионов: он участвует в передаче нервных импульсов, в сокращении мышц. В то же время карбонат-ионы, которые получаются при взаимодействии воды с растворенным углекислым газом, при контакте с ионами кальция дают уже знакомый нам материал.
По этой причине карбонат кальция нашему организму знаком, и очень давно».
Но, для создания носителя антибиотика или другого препарата одной биосовместимости мало, отмечают ученые. Важно, чтобы лекарственное вещество надежно удерживалось в нем пока не достигнет цели, и легко «выгружалось», прибыв к месту назначения. При этом в крови человека частицам-носителям придется столкнуться с иммунными клетками, которые постараются избавиться от инородного объекта, попавшего в организм.
Разработчики проанализировали эти взаимодействия и постарались придать носителю оптимальные размер и форму.
«Во множестве работ показано, что форма объекта определяет, как на него среагируют иммунные клетки, — отмечает Серов. — Чтобы иммунные клетки успешно атаковали объект, им нужно его обхватить. У нашего объекта очень большая поверхность, которая не позволяет им это сделать. В результате иммунный ответ становится слабее, что позволяет избежать разрушения капсулы или побочных эффектов».
Микрокапсула имеет размер приблизительно 5 микрометров в длину и форму, схожую с формой бактерий. Это позволяет ей свободно циркулировать по кровеносным сосудам к очагу инфекции, защищая антибиотик под сравнительно толстой оболочкой из карбоната кальция. Однако, прибыв к месту воспаления, капсула быстро начинает работать.
Дело в том, что многие бактерии в результате жизнедеятельности создают вокруг себя кислую среду. Карбонат кальция при повышенной кислотности начинает быстро разрушаться, высвобождая лекарство.
«У наших частиц достаточно немного растворить стенку, и содержимое выходит оттуда моментально, создавая большие локальные концентрации терапевтического вещества, в то время как обычно такие конструкции должны полностью раствориться, чтобы вышло все лекарство», — добавляет Серов.
Пока эксперименты с доставкой антибиотиков проведены в пробирках. Эффективность вещества проверяли на живых бактериях. Как отмечают ученые, это только первый этап работ. В будущем они планируют разработать капсулу для адресной доставки противобактериального вещества, не содержащего собственно антибиотика.
«Так как постоянно появляются устойчивые к антибиотикам штаммы, от антибиотиков желательно уходить, — объясняет ученый. — Есть молекулы, которые мешают бактериям „общаться” друг с другом. Нарушая это „общение”, они не дают бактериям образовывать биопленки, которые являются основной проблемой в месте воспаления. Их мы и планируем использовать в будущем».
Сейчас исследования продолжаются. В частности, ученые пытаются создать специальное покрытие, которое позволит капсуле избирательно прилипать к бактериям и более активно накапливаться в образуемых ими колониях — биопленках, борьба с которыми и является одной из основных целей ученых.
Авторы считают, что если доставить в биопленку вещество, которое не позволит ей расти, после завершения жизненного цикла уже существующих бактерий это приведет к выздоровлению. Но может оказаться, что бактерия не имеет своего жизненного индивидуального жизненного цикла, а является лишь аналогом личинки паразитирующей в отходах жизнедеятельности.
И если мы оставим мясо вне холодильника на некоторый продолжительный срок, в нём обязательно появятся черви. Таким же образом, если организм по причинам отравления гниющей пищей внутри наших кишечников, начнёт не справляться с выводом отходов жизнедеятельности тела, в этих отходах обязательно появятся и начнут размножать бактерии.
Ведь клетки нашего тела имеют свой определённый жизненный цикл и естественно старые разрушаются. И если человек красиво дышит, регулярно и так же красиво опорожняет кишечник своего тела и к тому-же не шизует неврозами которые являются причиной оттока большого количества энергии из-за мышечных напряжений, тогда клетки его тела разрушаясь, спокойно разбираются на части для дальнейшего использования соседями, скелет из углерода С выводится с помощью дыхания (СО2). И в общем с потом, кровью, лимфой, дыханием, всё распределяется по телу и ненужное выводится из тела.
Всё просто - тело, это совершенный механизм. Нужно только не травить его и оно само справится с любыми нагрузками. Но если его травить гниющей в кишечнике пищей, обжорством разного свинства современных химических достижений, тогда тело начинает тормозить и не справляется со своими естественными функциями. Отходы начинают множиться и в них появляются... правильно, бактерии.
А вирусы - это сами распадающиеся клетки человеческого тела лишённые белковой оболочки, но в которых ещё работает механизм-программа жизнедеятельности. И эти клетки без белковой кожи начинают собирать вокруг себя жиры и белки, пытаясь создать оболочку. А где найти эти самые белки? Конечно же рядом у здоровой клетки, которую они благополучно разрушают, превращая в себе подобную. Так образуется, например, вирусное желе в лёгких.
А вот учёные устали воевать с помощью концепции тупых макрофагов со злыми вирусами и бактериями и додумались взять на вооружение тактику прямого грубого обмана как в теме выше. Интересно, поведутся ли бактерии на все эти ухищрения? Ведь заставить "общаться" эти самые бактерии с синтетическими красителями, это всё равно, что купить себе резиновую надувную женщину. Коварно придумано.
Но может учёные решили подсунуть бактериям вместо живой плоти синтетическую как нам некогда заменили мясо в колбасе? Тогда они не далеки от истины, но не думаю, что бактериям понравилась бы колбаса которая не умеет гнить, а только сохнуть как современная оставленная месяц назад на даче.
И остаётся только посмеяться над всем этим бредом, если конечно, это не скрытая реклама производителя пищевого красителя Е170 в условиях страха перед коронавирусом... А ты как думал? Мир коммерции коварен своей предсказуемостью в борьбе с биоплёнкой...
А тех кому интересен ироничный взгляд на научный бред, приглашаю посетить источник вечного вдохновения с ежедневно обновляемой подборкой из СМИ... Это может привести к развитию критичности к научному институту, который ещё со школьной скамьи привил нам свою абсолютную не-критичность. С детства запугают малыша математикой, а малыш став дедом продолжает смотреть на эти коды с трепетом беспомощного малыша.
Критичность, штука ценная в умеренных дозах как и всё с чем мы имеем дело...
Наша жизнь коротка, а вот институты живут дольше, но и их концепции через каждые несколько столетий подвергаются тотальной ревизии. Как слоны на черепахе, например...
