Александр Сазонов Опубликована 12.04.2018 в 20:30

Опасные бактерии можно победить

1825.jpeg

Микробиологи из Сингапура разработали новый способ борьбы с самыми опасными бактериями. Недавно ими были представлены покрытие и раствор, которые уничтожают практически все микроорганизмы, вступившие с ними в близкий контакт. И, что самое главное, микробы никак не смогут приобрести устойчивость к воздействию этих антибактериальных препаратов.

Одна из самых больших проблем, с которой постоянно в последние годы сталкиваются врачи всего мира - это появление так называемых супербактерий. Этим не совсем научным термином ученые называют микроорганизмы, чья эволюция идет настолько быстро, что уже через несколько месяцев после внедрения нового лекарства они становятся к нему полностью невосприимчивыми. Дело в том, что геномы этих бактерий весьма пластичны, поэтому полезные мутации быстро закрепляются, и это приводит к созданию новых белков, успешно противостоящих лекарственным препаратам.

Кроме того, все супербактерии могут обмениваться кусочками ДНК друг с другом, что также повышает их изменчивость и, следовательно, шансы противостоять антибиотиковым атакам. Получается заколдованный круг - чем больше разнообразных лекарств разрабатывает человечество, тем быстрее микробы учатся с ними справляться. И выхода из него до последнего времени видно не было.

Однако недавно, похоже, ситуация изменилась, причем в пользу человечества. Ученые из Наньянского технологического университета (Сингапур) разработали интересное противобактериальное средство, от которого не спасут никакие мутации и обмен генами. И, что самое интересное, оно представляет собой вовсе не чудо-таблетку, а всего лишь... покрытие из полимеров.

Основным компонентом этого "оружия" является такое вещество, как полидиметилдециламмониум-хитозан-метакрилат. Этот губчатый поликатионный полимер с непроизносимым названием обладает положительным зарядом, поскольку содержит много соответствующих ионов. А как мы знаем, клеточные стенки большинства бактерий несут отрицательный заряд. Соответственно, как только бактерия оказывается на данной поверхности, ее начинает вдавливать в нее сила притяжения, возникающая между двумя различными зарядами.

Далее происходит вот что - поскольку поверхность губчатая, то клеточную стенку бактерии засасывает в нанопоры примерно так же, как пылесос засасывает пыль. В какой-то момент клеточная стенка не выдерживает напряжения и разрывается. При этом содержимое бактериальной клетки вытекает наружу, и микроорганизм естественным образом заканчивает свой жизненный путь, то есть умирает. Как видите, все достаточно просто и эффективно.

Сами понимаете, что для того, чтобы противостоять этой "напасти", бактерия должна изменить заряд на поверхности своей клеточной стенки. А это значит, что ей придется кардинально перестроить ее структуру, заменив добрую сотню одних веществ на другие. Подобное нельзя сделать в результате одной мутации, тут весь геном придется менять. На это же уйдет очень много времени, да и вряд ли новая клеточная стенка сможет работать так же нормально, как и старая. Следовательно, приспособиться к действию данного лекарства микроорганизм не сможет, по крайней мере быстро.

Как показали эксперименты, новый материал убивает не менее 99 процентов всех бактерий и грибков, имевших неосторожность вступить с ним в контакт. Сейчас данное покрытие уже используют две компании - одна производит контактные линзы, а другая изготавливает лекарства для животных. Однако к этому изобретению уже проявили интерес предприятия, занимающиеся производством хирургических инструментов, разработкой контейнеров для хранения пищи, а также кухонной посуды. Так что, как видите, у смертоносного для бактерий материала - весьма большое будущее!

Воодушевленные успехом своего "ноу-хау", ученые решили пойти дальше и создать уже не твердое покрытие, а раствор, который мог бы так же действовать на микроорганизмы. И им удалось это сделать. В разработанном ими жидком препарате действующим агентом стал полисахарид, несущий положительный заряд. Однако он выполняет функции некоей микроскопической торпеды - отрицательно заряженная клеточная стенка притягивает к себе его молекулы, которые, врезаясь в бактериальную оболочку на полной скорости, дырявят ее в нескольких местах, отчего бактерия опять-таки погибает.

Как показали эксперименты, данное вещество не наносит ущерба клеткам человека, животных и растений - ведь их мембрана не несет отрицательного заряда и, следовательно, просто не может его притянуть. Поэтому представляется весьма перспективным использовать данную жидкость для обработки ран, а также в гигиенических кремах и лосьонах. Проверка показала, что даже такие микроскопические "монстры", как синегнойная палочка (Pseudomonas aeruginosa) и золотистый стафилококк (Staphylococcus aureus), которые быстро приспосабливаются к действию любых антибиотиков, погибают при контакте с данной противобактериальной жидкостью.

Итак, как видите, приспособиться к действию данного антибактериального "оружия" микроорганизмам будет очень сложно. Хотя не исключено, что через много лет они все-таки что-нибудь придумают. Ведь бактерии старше людей на несколько миллиардов лет, и, следовательно, куда умнее и изобретательнее, чем все человечество. Тем не менее, можно с уверенностью сказать, что все-таки передышка в этом "беге по кругу" у нас будет...

Подписывайтесь на Экосевер

Читайте также

Лето, мозг и кишечник: неожиданные связи вчера в 23:32

Бактерии в кишечнике могут влиять на память и концентрацию. Летом микрофлора особенно уязвима — и это меняет то, как работает наш мозг.

Читать полностью »
Изобретения, которые изменили мир: как появилось колесо вчера в 22:46

Колесо — одно из величайших изобретений человечества, которое стало основой для всех транспортных систем. Как оно появилось и что стоит за его успехом?

Читать полностью »
Генетический сейф: как биология учится шифровать информацию вчера в 21:28

Информация больше не живёт в компьютерах — её прячут в бактериях и клетках. Как работает шифр из ДНК и что будет, если он попадёт не в те руки?

Читать полностью »
Мария Кюри: от Польши до открытия радиоактивности вчера в 20:36

Мария Кюри, первая женщина с двумя Нобелями, раскрыла секреты радиоактивности. Узнайте, как её открытия изменили медицину и науку навсегда.

Читать полностью »
Как мозг реагирует на музыку? Нейробиология звуковых волн вчера в 19:56

Как музыка влияет на наш мозг? Звуковые волны могут активировать разные области мозга, улучшать память, креативность и даже снижать боль. Узнайте, что происходит внутри!

Читать полностью »
Как микробиом влияет на наши решения? вчера в 15:02

Микробиом — это не только часть нашего здоровья, но и ключевой игрок в процессе принятия решений. Узнайте, как микробы могут управлять нашими мыслями и эмоциями!

Читать полностью »
Зубы, черепа и вымысел: как несуществующий человек стал вчера в 3:28

Останки, которые ввели в заблуждение весь научный мир, почти полвека считались сенсацией. Но правда оказалась не под землёй, а за кулисами науки

Читать полностью »
Холодная ядерная реакция: заблуждение или опережение времени? вчера в 2:26

Когда-то считали, что нашли бесконечный источник энергии. Но эксперименты пошли не так — и от идеи отказались. А зря ли? Ответ — в деталях этой истории.

Читать полностью »