Контролируемая фаговая терапия для нацеливания на лекарственно-устойчивые патогены

Борьба с устойчивыми к лекарствам патогенами остается напряженной. В то время как отчет Центров по контролю за заболеваниями (CDC) за 2019 год «самые большие угрозы» показывает общее снижение смертности от лекарственно-устойчивых микробов по сравнению с его предыдущим отчетом (2013), агентство также предупреждает, что новые формы лекарственно-устойчивых патогенов все еще остаются возникающий.

Тем временем, возможности лечения инфекций, вызываемых этими микробами, сокращаются, подтверждая опасения врачей и ученых по поводу конца эпохи антибиотиков.

<цитата>

Мы знали, что это будет проблемой с самого начала. В основном, как только был обнаружен пенициллин, несколько лет спустя появилось сообщение о наличии резистентного организма ».

Ирен Чен, Калифорнийский университет в Санта-Барбаре, профессор химии и биохимии

Благодаря таким факторам, как горизонтальный перенос генов и быстрое размножение, Такие организмы, как грамотрицательные бактерии, могут развиваться быстрее, чем мы можем производить антибиотики для борьбы с ними.

Итак, Чен и ее исследовательская группа ищут альтернативы антибиотикам. в растущих усилиях по предотвращению распространения неизлечимых бактериальных инфекций. В своей работе группа превратилась в бактериофаги, группа вирусов, встречающихся в природе, которые колонизируют бактерии.

"Это их естественная функция, В самом деле, чтобы расти и убивать бактерии, "сказал Чен, автор статьи, которая появляется в Труды Национальной академии наук . Воспользовавшись способностью бактериофагов сосредоточиться на определенных бактериях, не повреждая остальную часть микробиома, исследователи смогли использовать комбинацию золотых наностержней и ближнего инфракрасного света для уничтожения даже бактерий с множественной лекарственной устойчивостью без антибиотиков.

Фаговая терапия не нова, - сказал Чен. По факту, он использовался в бывшем Советском Союзе и Европе около века, хотя они рассматриваются в основном как крайняя альтернатива антибиотикам. Среди нерешенных вопросов фаговой терапии - неполная характеристика биологии фагов - биологии, которая может допускать непредвиденные последствия из-за собственной быстрой эволюции и размножения фагов. а также потенциальные токсины, которые могут нести вирусы. Еще одна проблема - это принцип "все или ничего" в фаговой терапии. она добавила.

"Трудно проанализировать эффект лечения фагами, - сказала она. - Вы можете увидеть, что это полностью работает, или вы можете увидеть, что это полностью не работает, но у вас нет той реакции на дозу, которую вы хотите ».

Чтобы преодолеть эти проблемы, Лаборатория Чена разработала метод контролируемой фаговой терапии.

«Что мы сделали, так это конъюгировали фаги с золотыми наностержнями, "Она объяснила. Эти" phanorods "были применены к бактериям на культурах клеток млекопитающих in vitro, а затем подвергались воздействию света, близкого к инфракрасному.

"Когда эти наностержни возбуждаются фотовозбуждением, они переводят энергию света в тепло, "Чен сказал:«и это создает очень высокие местные температуры».

Тепла достаточно, чтобы убить бактерии, а также убивает фаги, предотвращение любых нежелательных дальнейших изменений. Результатом является управляемая ракета целевой фаговой терапии, которая также позволяет контролировать дозировку. Лаборатория успешно уничтожила кишечную палочку, P. aeruginosa и V. cholerae - возбудители заболеваний человека, вызывающие острые симптомы, если их не остановить. Они также смогли успешно уничтожить X. campestris, бактерия, вызывающая гниение растений.

В сотрудничестве с инженером-механиком Калифорнийского университета в Санта-Барбаре Бет Прюитт, лаборатория определила, что, хотя тепло успешно уничтожило бактерии и фаги, более 80% культуры клеток млекопитающих выжило под биопленкой бактерий.

«Вопрос о том, повреждает ли он ткани млекопитающих, очень важен, - сказал Чен. - Работа в области нанотехнологий и наномедицины по лечению бактериальных инфекций указывает на то, что, когда она не нацелена, он действительно нагружает окружающие ткани ».

Лаборатория планирует изучить другие возможные фаги, чтобы противостоять другим бактериям, возможно, разработать фототермический метод лечения множественных бактериальных инфекций.

• Офтальмологи Mount Sinai делятся советами по раннему выявлению глаукомы
• Пища избирательно влияет на кишечные микробы - результаты исследования