Спасибо, что вы с нами!

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