Текст уведомления здесь

Управление бактериями и поиск новых антибиотиков

Видеоинтервью с Еленой Кошель, доцентом кафедры химии и молекулярной биологии Университета ИТМО

Человечество изобрело антибиотики для борьбы с различными заболеваниями, но бактерии тоже не стоят на месте — меняются и становятся устойчивыми к нашим лекарствам. Спектр штаммов бактерий с высокой резистентностью к антибиотикам увеличивается. Возникают штаммы, на которые уже не действуют классические подходы. Как решаются эти проблемы и какие еще задачи стоят перед биомедициной? Какие разработки ведутся в микробиологической лаборатории и как исследователи учатся управлять микроорганизмами? Рассказывает Елена Кошель, доцент кафедры химии и молекулярной биологии Университета ИТМО.
Добавить в закладки
Комментарии

Елена КОШЕЛЬ, доцент кафедры химии и молекулярной биологии Университета ИТМО, к.б.н.:

— На самом деле, наша лаборатория существует совсем недавно, только с сентября 2017 года. Но уже сейчас мы являемся стремительно развивающимся научным направлением. Микробиологическая лаборатория занимается различными вопросами внедрения и расширения спектра использования различных нанотехнологических подходов для микробиологии, для решения фундаментальных и практических задач.

Существует несколько направлений. В частности, одно из важнейших — это разработка новых средств борьбы с антибиотикоустойчивыми штаммами бактерий. Известно, что это серьезная проблема для всего человечества, поскольку спектр штаммов с широкой резистентностью к различным антибиотикам увеличивается. На самом деле, сейчас арсенал различных антибиотических препаратов практически исчерпан. И возникают штаммы, которые мы уже не можем победить классическими подходами и классическими антибиотиками даже нового поколения. Поэтому разработка новых подходов (в частности, тех, которые разрабатываются в этих стенах) — это очень важное направление. Мы надеемся, что достигнем очень серьезных результатов. Уже сейчас у нас есть перспективные разработки, субстанции, которые уже показали себя эффективными в борьбе с антибиотикорезистентными штаммами.

Вторая серьезная проблема — это биопленки. Биопленки — это тканеподобные структуры, сформированные бактериями, в которых они очень устойчивы к воздействию различных внешних факторов. На самом деле, это нормальное, естественное состояние любых бактерий. В данном состоянии у них происходит жизнедеятельность как в окружающей среде, так и в нашем с вами организме, и внутри биопленки. Бактерии устойчивы как к воздействию антибиотиков, так и со стороны иммунной системы. Поэтому решение данной проблемы тоже является серьезным вызовом. Для биомедицины это очень важная задача. Сейчас в медицине, в обычной, классической терапии, это серьезная проблема, потому что опять же обычные препараты становятся бессильными, когда речь идет о биопленках бактерий. Поэтому разработка перспективных наноструктурированных инструментов — это тоже хорошее, перспективное решение в борьбе с этими структурами.

Более того, мы занимаемся решением различных фундаментальных проблем. Мы стараемся лучше понять и запрограммировать эти биопленки. Мы хотим научиться управлять этими микроорганизмами, управлять их сообществами и коммуникациями. Также у нас уже есть интересные результаты. Мы хотим изменить метаболизм существующих бактерий и придать им новые свойства. Речь не идет о создании новых патогенов. А о том, как нам приручить существующие патогены и использовать микроорганизмы в наших целях, для биотехнологических задач. Поэтому у нас существует ряд интереснейших задач, которые мы решаем при использовании современных нанотехнологий, которые мы активно внедряем и расширяем спектр их использования в микробиологии.

При плотном взаимодействии с нашими коллегами-химиками нами уже разработан способ программирования биопленок, управления их поведением (а именно, поведением бактерий внутри биопленки). Это достигается путем использования наноструктурированных частиц, внутри которых содержатся различные биологически активные молекулы. Испускание этих молекул из капсул может программироваться различным воздействием физических факторов. Таким образом, например, облучив биопленки бактерий, мы можем управлять их поведением.

Если говорить о более прикладных задачах, то у нас уже есть некоторые разработки, в частности с использованием и классических антибиотиков, для борьбы с антибиотикорезистентными штаммами. Как я уже ранее говорила, многие микроорганизмы имеют кассеты устойчивости к различным антибиотикам при использовании различных механизмов. Так вот, мы пытаемся эти механизмы преодолеть. И мы уже разработали несколько новых форм классических антибиотиков, которые становятся эффективными в борьбе с антибиотикорезистентными штаммами, устойчивыми именно к этим антибиотикам. Это уже нами получены некоторые результаты по хлорамфениколу, тетрациклину и некоторым другим антибиотикам, которые внесены в реестр жизненно необходимых препаратов и активно используются сейчас в терапии. Но, как я уже упоминала ранее, они могут быть бессильны против многих штаммов, которые уже выработали к ним резистентность.

Также мы пытаемся создать новые формы лекарственных средств. При использовании магнитных наночастиц, например. Мы можем управлять их локализацией в организме человека. Если мы вводим препарат, который содержит в своей структуре, например, наночастицы магнитита, то при воздействии магнитного поля мы можем их определенным образом локализовать в организме, а также управлять их структурой. То есть мы можем, например, из капсулы высвободить активный компонент (антибиотик, пептид или какой-то иной биоцид) при наложении определенной частоты магнитного поля. Это тоже очень удобно при терапии, особенно когда нам необходимо таргетное воздействие на какой-то конкретный участок тела, где локализовано воспаление. Такие разработки у нас тоже имеются. Мы надеемся, что в дальнейшем мы выйдем на рынок с этими препаратами, и они будут помогать человечеству.

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

Создание искусственной клетки

Видеоинтервью с аспирантом лаборатории растворной химии передовых материалов и технологий

Чтобы создать копию чего-то, нужно понять, как работает оригинал. Сотрудники лаборатории растворной химии передовых материалов и технологий Университета ИТМО движутся к глобальной цели — создать искусственную клетку, которая симулирует поведение живой. Для этого разбирают живую клетку по частям и изучают проходящие в ней химические, биологические и другие реакции. Какие прикладные задачи при этом решаются и какие ведутся разработки, рассказывает Николай Рыжков, аспирант лаборатории.
Добавить в закладки
Комментарии

Николай РЫЖКОВ, аспирант лаборатории SCAMT (растворной химии передовых материалов и технологий), Университет ИТМО:

— Наверное, будет нескромно сказать, что у нашей группы наиболее широкая область интересов из всех представленных здесь. Наша глобальная цель — это создание искусственной клетки.

Вернее, некоторого искусственного объекта, который симулировал бы поведение живой клетки. Для этого мы, можно сказать, «разобрали живую клетку по частям». И каждый сотрудник нашей лаборатории работает над отдельным направлением. Это периодические реакции — химические, биологические осцилляторы. Это ферментативные автокаталитические реакции. Это самоорганизующиеся системы. Придет время — мы соберем все это в единое целое и получим такой объект. Это если говорить о фундаментальных интересах. [ ... ]

Читать полностью

Гид по VK Fest 2018: научная часть

Чем порадует любителей науки и технологий ежегодный фестиваль ВКонтакте

«Чердак» совместно с коллегами из ВКонтакте решили составить дайджест самых интересных событий приближающегося фестиваля.
Добавить в закладки
Комментарии

Будущее, как бы мы ни старались его удержать, упрямо прорывается во все сферы нашей жизни. Искусственный интеллект становится все умнее, компьютеры все мощнее, а технологии все более сложны внутри, но просты и удобны снаружи. Мы еле успеваем следить за трендами и даже просто запоминать названия новых продуктов. Ни дня без выстрелившего стартапа, ни дня без нового слова в науке, ни дня без прорывной разработки. Чтобы хотя бы немного поспевать за стремительно развивающимися технологиями, нужно с ними знакомиться. VK Fest — это ваш шанс.

VKFest. Фото предоставлено ЗАО "Радио Рекорд"
VKFest. Фото предоставлено ЗАО "Радио Рекорд"

Марти прилетел назад

Закройте глаза и представьте, что сейчас за окном 2049 год. Что-нибудь видно? ITMO 2049 — отличный способ проверить, насколько близко от истины ваше воображение. Проект от университета ИТМО — город будущего, объединяющий развлечения, разработки и творчество следующего дня. Контролер квантового телепорта, выгульщик дронов и криптобухгалтер — это лишь часть того, что вам предстоит увидеть. В одной из зон города будущего будет установлен интерактивный игровой батут с огромным интерактивным экраном. Здесь вы сможете почувствовать не только ощущение полета, но и прыжка — скажем, в роли Mario в поисках принцессы. А если вы захотите проверить свою ловкость, попробуйте обыграть роботизированную руку в одну из самых простых и популярных игр мира — «Камень, ножницы, бумага». [ ... ]

Читать полностью

Всё по науке: часть первая

Что почитать ВКонтакте, если я интересуюсь наукой, но не хочу наткнуться на обман или глупость

Вот и наступило то время, когда основными источниками информации стали не сайты, книги и журналы, а паблики, группы и каналы. Чтобы не утонуть в море информации из разношерстных источников, мы на «Чердаке» совместно с коллегами из ВКонтакте решили периодически публиковать дайджесты интересных и проверенных сообществ для любителей науки и просто для всех тех, кому хочется знать больше об этом мире.
Добавить в закладки
Комментарии

Астрофотография

https://vk.com/astrophotography

Паблик, в котором можно наблюдать ночное (и не только ночное) небо, не выходя из дома. Фотографы со всего мира присылают сюда свои работы, которые просматриваются администрацией сообщества, и лучшие из них публикуются в группе. Если вы любите профессиональные фотографии, интересуетесь астрономией или просто хотите разнообразить ленту красивыми картинками, то вам сюда. Ну, а если вы сами фотографируете и готовы поделиться своими работами, то смело отправляйте их в предложенные сообщения, предварительно прочитав правила отбора.

Вид с Кала-Паттар на Горак Шеп и стену Нупцзе, 5200 м.Если сильно приглядеться, то чуть левее центра на горе видна вереница фонариков. Оцените масштаб. Именно так начинается восхождение на вершину мира.Canon 6D + Sigma 14 mm, F/2.0, ISO 6400, 20 sec, pano. Автор фото: Ольга Лакеева

Вид с Кала-Паттар на Горак Шеп и стену Нупцзе, 5200 м.

Если сильно приглядеться, то чуть левее центра на горе видна вереница фонариков. Оцените масштаб. Именно так начинается восхождение на вершину мира.

Canon 6D + Sigma 14 mm, F/2.0, ISO 6400, 20 sec, pano. Автор фото: Ольга Лакеева

[ ... ]
Читать полностью