21:25 20 Styczeń 2021
Nauka I tech
Krótki link
4360
Subskrybuj nas na

Jednym z najpoważniejszych zagrożeń dla ludzkości według Światowej Organizacji Zdrowia jest odporność bakterii na antybiotyki, szybko rosnąca z powodu ich niekontrolowanego stosowania.

W projekcie rosyjskich naukowców, którego fizyczną część realizują specjaliści z Państwowego Instytutu Badań Jądrowych Uniwersytetu "MIFI", zaproponowano możliwe rozwiązanie tego problemu. Nowe opracowanie, zdaniem autorów, ułatwi leczenie trudno gojących się ran, oparzeń i innych ognisk zagrożenia bakteryjnego. O najnowszych osiągnięciach rosyjskich naukowców - w materiale Sputnika.

Zerowy opór

Jednym z rozwiązań tego globalnego problemu, zdaniem naukowców, może być opracowanie metod antybakteryjnej terapii fotodynamicznej (PDT). Według wielu badań patogeny nie są w stanie uodpornić się na ten rodzaj leczenia.

Zasada działania terapii fotodynamicznej polega na wykorzystaniu specjalnych substancji fotouczulających, wprowadzanych do organizmu oraz podczas leczenia osób napromieniowanych światłem za pomocą specjalnego emitera. Uzyskana energia świetlna jest przenoszona na cząsteczki tlenu i przekształca je w aktywną formę, która zwalcza infekcje.

Zespół naukowców, w tym fizycy z Rosyjskiej Akademii Nauk i Uniwersytetu "MIFI", mikrobiolodzy z Centrum Badawczego im. Gamalei i chemicy z Państwowego Centrum Naukowego „NIOPIK” zaproponowali zastosowanie syntetycznych polikationowych bakteriochloryn jako fotouczulaczy. W przeciwieństwie do większości antybiotyków, których celem jest tylko jeden typ bakterii, związki te mają uniwersalne działanie w terapii fotodynamicznej. Naukowcy uważają, że w praktyce klinicznej pozwoli to odejść od określania rodzaju zagrożenia bakteryjnego, oszczędzając tym samym czas i zasoby.

Zgodnie z definicją WHO skutecznym środkiem przeciwbakteryjnym jest lek, który co najmniej 103-krotnie zmniejsza liczbę aktywnych komórek patogenu. Jak donoszą naukowcy z Państwowego Instytutu Badań Jądrowych Uniwersytetu "MIFI" bakteriochloryny, których używają, przekraczają ten wskaźnik o co najmniej 10 razy.

Czego boją się bakterie?

Efektywność tę uzyskuje się po pierwsze dzięki zdolności bakteriochloryn do silnego pochłaniania światła, a następnie przekazywaniu energii do tlenu obecnego w organizmie. Szybką śmierć bakterii zapewnia działanie aktywnej formy tlenu, „naładowanej” energią fotouczulacza.

Po drugie, w roztworze bakteriochloryny mają dodatni ładunek elektryczny, co według ostatnich badań zwiększa skuteczność działania fotouczulaczy na bakterie zarówno w stanie wolnym, jak i w postaci biofilmów.
Po trzecie, bakteriochloryny doskonale absorbują światło w bliskim zakresie podczerwieni.

Jak wyjaśniają naukowcy, w tym obszarze widma znajduje się tak zwane „okno przezroczystości tkanki biologicznej”, czyli światło o tej długości fali jest w stanie wniknąć znacznie głębiej w tkanki ciała. Dodatkowo w tym zakresie zmniejsza się wchłanianie światła przez pigmenty wydzielane przez niektóre typy bakterii chorobotwórczych, dzięki czemu znacznie więcej energii zostanie dostarczone do aktywacji fotouczulacza.

Eksperymenty wykazały wysoką skuteczność bakteriochloryn na szczepach bakterii odpornych na antybiotyki, przy czym były to zarówno mniej agresywne bakterie Gram-dodatnie, jak i bardziej agresywne bakterie Gram-ujemne. To poważnie zwiększa nasze szanse na odniesienie sukcesu w prawdziwej pracy klinicznej

- powiedziała doktorantka Inżynieryjno-Fizycznego Instytutu Biomedycyny Państwowego Instytutu Badań Jądrowych Uniwersytetu "MIFI" Jekaterina Achliustina.

Niech nastanie światło

Według naukowców z Państwowego Instytutu Badań Jądrowych Uniwersytetu "MIFI" najbardziej obiecującym obszarem zastosowania antybakteryjnej terapii fotodynamicznej jest leczenie ciężkich i długotrwale niegojących się zakażonych ran i oparzeń. Według nich ta technika może nie tylko przyspieszyć regenerację, ale także zapewnić dobry efekt kosmetyczny.

Na obecnym etapie badań związki te mogą być już wykorzystywane do celów technicznych - np. do wysokiej jakości dezynfekcji powierzchni w szpitalach. Mamy nadzieję, że później na bazie bakteriochloryn zostanie opracowana postać dawkowania do zastosowania w medycynie i weterynarii

- powiedziała Jekaterina Achliustina.

Zdaniem naukowców jednym z fizycznych problemów przy opracowywaniu metody terapii fotodynamicznej jest agregacja fotouczulacza, czyli tworzenie się „grudek” substancji, co znacząco obniża skuteczność terapii. Specjaliści Państwowego Instytutu Badań Jądrowych Uniwersytetu "MIFI" prowadzą aktywne badania w celu zwalczania tego zjawiska.

Opracowując nowe fotouczulacze, jak wyjaśniają specjaliści z Państwowego Instytutu Badań Jądrowych, konieczne jest również dokładne zbadanie stabilności i właściwości fotodynamicznych syntetyzowanych związków.

W dalszej kolejności umożliwi to prawidłowe dobranie dawek leków do stworzenia postaci leczniczej formuły nowych związków. Najważniejszy w skutecznej terapii fotodynamicznej, jak wyjaśniają naukowcy, jest dobór wymaganego stężenia substancji i wymaganej dawki promieniowania świetlnego.

Uzyskano już patent na związki chemiczne wykorzystywane przez zespół badawczy jako fotouczulacze. Bezpośrednim zadaniem stojącym przed naukowcami z Państwowego Instytutu Badań Jądrowych Uniwersytetu "MIFI" są badania spektroskopowe stabilnych związków bakteriochloryny o minimalnej agregacji, a także przygotowanie do eksperymentów na organach i tkankach zwierząt doświadczalnych i ludzi.

Zobacz również:

Na bakterie działa jak zatruta strzała: stworzono antybiotyk, który nie ma analogu na świecie
Naukowcy stworzyli antybiotyk na bazie jadu osy
Tagi:
Światowa Organizacja Zdrowia (WHO), światło, antybiotyk, badania, zdrowie
Standardy społecznościDyskusja
Komentarz przez SputnikKomentarz przez Facebook
  • Komentarz