Как нанотехнологии победили устойчивость бактерий к антибиотикам
Устойчивость к антибиотикам — это одна из самых серьезных проблем, стоящих перед современным человечеством. Бактериальные инфекции, которые когда-то поддавались лечению простыми антибиотиками широкого спектра, с годами становятся все более вирулентными и даже приводят к смерти пациентов. Это настоящая гонка наперегонки с природой, и врачи побеждают в ней далеко не всегда.
Устойчивость к антибиотикам: бич XXI века
По мнению экспертов, без новых инструментов для борьбы с устойчивыми к антибиотикам микробами для людей наступят не лучшие времена: к 2050 году от инфекции может умереть до 10 миллионов человек. В сентябре 2016 года ООН официально признала резистивность к антибиотикам проблемой глобального характера.
В настоящее время существует множество программ, направленных на создание все новых, более совершенных лекарств, способных бороться с микробами. Исследователи обратились к синтетической, «искусственной» биологии в поисках новых решений: создавая собственные контр-микробные агенты, ученые смогли бы справиться с бактериями там, где антибиотики бессильны.
Французский стартап Eligo Bioscience создает генетически смоделированных «биологических наноботов» для борьбы с устойчивостью к антибиотикам. Они изготовлены из синтезированной ДНК и белковых структур, которые позволяют им таргетированно воздействовать именно на резистивные бактерии.
Наноботы на страже здоровья
Несмотря на то, что новые антибиотики создают в ответ на активность определенного типа бактерий, которые вызывают проблемы, большая часть уже существующих препаратов действует на микробиом человека подобно химическому оружию — уничтожает и вредоносные, и полезные бактерии. Конечно, современные антибиотики наносят организму человека на порядок меньше ущерба, чем их предшественники, но со смертью полезных бактерий у пациента развиваются негативные последствия. Яркий пример — кишечные инфекции, вызванные Clostridium difficile, или язвенные образования на стенках кишок, образовавшиеся из-за избытка бактерий Helicobacter pylori.
Eligo считает, что подобное «обоюдоострое» лечение должно остаться в прошлом. «Наши наноагенты нацеливаются на опасные для человека бактерии со снайперской точностью, не затрагивая остальной организм», уверяет Ксавьер Дюпотре, генеральный директор компании. Работает это так: пациент проглатывает наноботов, которые остаются неактивными до тех пор, пока не попадут в кишечник. Особый фермент, содержащийся в кишечнике человека, является катализатором, который активирует наноботов и используется для редактирования гена CRISPR, что позволяет сканировать бактериальную ДНК и определять цель для атаки. Как только боты окружат болезнетворные бактерии, они быстро уничтожают их, вырезая фрагменты генов и лишая микробов способности к воспроизведению. После того, как вся работа выполнена, наноботы становятся здоровой частью собственного микробиома человека и не провоцируют отторжение иммунной системой.
Значение изобретения
Наноботы Eligo — это еще один шаг к качественно новому подходу в медицине. Их можно принимать и в профилактических целях: в этом случае болезнетворные агенты будут уничтожены сразу же, как попадут в организм, не успев начать размножаться и не вызвав негативных симптомов. Кроме того, применение подобным технологиям можно найти и в других сферах медицины. К примеру, хирурги часто опасаются проводить операции на пациентах, пораженных устойчивыми к антибиотикам бактериями — те могут вызвать обширное заражение и в дальнейшем лишь усугубить болезнь. Благодаря наноботам, подобного развития событий можно избежать.
Специалисты с большим интересом отнеслись к новому изобретению. Тимоти Лу, профессор биологической инженерии из MIT, впечатлен нанолекарством, но предсказывает ему долгий и тернистый путь в случае коммерческой реализации. Основной проблемой является доставка наноботов в место локализации инфекции: потребуется еще несколько лет исследований, чтобы медики смогли с уверенностью сказать, что препарат достиг своей цели и приступил к работе.