Продукт переработки пластиковых бутылок поможет бороться с инфекциями



    Учёные из IBM Research совместно с сингапурским Институтом биоинженерии и нанотехнологий синтезировали полимер на основе полиэтилентерефталата, смертельный для грибковых инфекций и в то же время малотоксичный для клеток млекопитающих. Полиэтилентерефталат (ПЭТ) — дешёвый и распространённый материал, из которого делают обычные пластиковые бутылки.

    В отличие от большинства антибиотиков и противогрибковых препаратов, полимер не проникает внутрь клетки грибка, нарушая его метаболизм, а разрушает его клеточную мембрану. Благодаря этому невозможно развитие инфекций, устойчивых к препарату — если к практически любому яду болезнетворные бактерии и грибы могут приспособиться, образуя новые формы, устойчивые к антибиотикам, то новый препарат буквально разрывает клетки на части. При этом он действует достаточно избирательно, почти не затрагивая клетки организма.

    Во время лабораторных испытаний колонию грибка 11 раз подряд доводили почти до полного уничтожения, обрабатывая сниженной дозой препарата, а затем позволяли восстановиться — никаких признаков выработки устойчивости к лекарству выявить не удалось. В то же время распространённый противогрибковый препарат флуконазол уже после 6 таких повторений терял эффективность.

    То, что новый препарат является полимером, то есть длинной цепочкой атомов, состоящей из повторяющихся фрагментов, имеет большое значение для его эффективности — разрушающие клеточную мембрану агенты действуют не поодиночке, а вместе, их локальная концентрация оказывается очень высокой в месте контакта полимерной цепочки с мембраной, при том что средняя концентрация вещества в растворе довольно мала.

    Для проверки эффективности и безопасности нового противогрибкового средства была проведена серия опытов на крысах. Крысы были заражены Candida albicans — одним из распространённых видов грибка, который часто служит причиной внутрибольничных инфекций, устойчив ко множеству противогрибковых препаратов и может вызвать серьёзные осложнения после болезней или медицинских процедур, связанных со снижением или подавлением естественного иммунитета. У крыс был индуцирован грибковый кератит — инфекция роговицы глаза, часто возникающая при ношении контактных линз.

    Испытания показали высокую эффективность нового полимера даже для устойчивых к лекарствам форм грибка, при этом клетки роговицы оставались практически нетронутыми. Так же слабо реагировали на препарат клетки крови, хотя их разрушение — достаточно типичный побочный эффект для большинства лекарств, воздействующих на клеточную мембрану.


    Колония C. albicans до и после обработки. Справа видны остатки разрушенных клеточных мембран.

    Похожим образом работает и другой полимерный антибиотик, недавно разработанный в IBM. Он также разрушает клеточную мембрану и эффективен против устойчивого к антибиотикам золотистого стафилококка. От этой инфекции только в США ежегодно гибнет около 18 000 человек. Эта разновидность бактерий эволюционировала в условиях идущей с момента открытия пенициллина «гонки вооружений» между антибиотиками и бактериями — она нечувствительна практически ко всем известным антибактериальным препаратам.

    Интересно, что технологии и приёмы, использованные при синтезе новых антимикробных полимеров основаны на опыте IBM в производстве микросхем. Материалы, способные эффективно разрушать клеточную мембрану, были получены в ходе работы над технологией вытравливания подложки микросхемы в атомарном масштабе. Сейчас в IBM Research действует полноценная исследовательская программа в области наномедицины. Учёные считают, что за подобными лекарствами будущее, ведь всё большее распространение инфекций, устойчивых к антибиотикам, уже заставляет некоторых исследователей рисовать апокалиптические картины мира, в котором антибиотики больше не работают.

    Статья о новом противогрибковом полимере была опубликована в журнале Nature Communications 9 декабря этого года.

    IBM
    Company

    Comments 7

      –3
      Жаль, что скорее всего препарат не будет доступен массам, а за 100500 денег и/или по страховкам в США.
        +3
        Пост о разработке новых лекарств без комментария о недоступности нового средства большинству граждан — не айс.
        +1
        Это всё хорошо, только с практической стороны что есть-то?
        Будет ли препарат выводиться на рынок со всеми сопутствующими испытаниями уже на людях?
          0
          Не будет, трифторуксусная кислота малоприятная и весьма токсичная вещь, даже в виде аммонийной соли. Зато ученые из IBM Research статью опубликовали в журнале с хорошим импакт-фактором.
          +4
          Вот еще новость — черный кремний опасен для бактерий. Он является бактерицидным материалом — убивает как грамположительные, так и грамотрицательные бактерии.
            +4
            В следующем выпуске Очумелых Ручек: «делаем противоинфекционный препарат из страрых пластиковых бутылок».
              –2
              Ну вообще, для химиков работающих в фарме такие вещества не новость, и к слову большинство современных противогрибковых препаратов и допотопных противовирусных как раз таки крушат мембраны.
              Я от балды могу нарисовать с десяток новых молекул работающих по этому сценарию, но фигня вся в том, что их противовирусная активность, всё-же значительно ниже чем у классических антибиотиков, по этой причине от них некогда отказались и ныне не спешат возвращаться, тк всё-же они токсичны. Не стоит ставить в один ряд грибки и вирусы, грибки сравнительно легко убиваются, с вирусами сложнее, их можно крушить только по пути (и это ИМХО правильный путь), а уже пораженные клетки, это клетки самого организма, и их терапия подобными препаратами, сродни химиотерапии раковых опухлей :-) А что бы крушить по пути, нужен высокий титр в различных тканях, опять же вопрос токсичности.

              Это конечно хорошо что IBM взялись за фарму, но есть принципы доказательной медицины, в публикациях выше они не соблюдены. Даже новую молекулу, легко пробить по классическим штаммам, и сравнить с аналогами по принципу действия. А тут лишь пишут что 11 раз мочили хлифкий штамм, что бы убедиться что он не адаптируется к этому, просто бред какой-то!
              Это-ж грибок, он к такого класса веществам адаптироваться в принципе не может, а даже если бы мог, ну был бы вирусом, у них механизм адаптации статистический, тут 11 циклов капля в море, тут и вирус бы не успел… (в специальных реакторах эти процессы тянутся по пол года до первых признаков адаптации, проходят тысячи эпох)

              Only users with full accounts can post comments. Log in, please.