Золото может спасти от устойчивости к антибиотикам

Исследователи научились использовать нанокластеры золота как антимикробные агенты и как усилители антибиотиков.

Работа опубликована в Chemical Science, коротко о нем сообщает Science Alert.

Рост устойчивости к антибиотикам — одна из наиболее актуальных проблем современной медицины. Сейчас ищут как новые лекарства, так и способы сохранить существующие методы лечения.

Известно, что наночастицы золота могут нанести серьезный урон бактериям. Они ускоряют реакции, при которых выделяется кислород, что может повредить ДНК микробов. Кроме того, наночастицы нарушают клеточные мембраны, делают их более проницаемыми для антибиотиков. Еще металл эффективно поглощает лазер, нагревается и «поджаривает» свое окружение.

Проблема в том, что наночастицы попадают и в клетки пациента. Поэтому нужен способ доставлять золото в бактерии, но не в человека. Для этого инженеры исследуют два метода. Первый — управление размером частиц. Если он не превышает двух нанометров, почки быстро выводят металл из организма. Поэтому кластеры содержат до 25 атомов золота. Второй метод — добавить к частицам «липкие» химические структуры (лиганды). Например, ученые предположили, что положительно заряженный лиганд притянется отрицательно заряженными бактериальными клетками, как кошачья шерсть притягивается к свитеру.

Исследователи из Южного университета науки и технологий, Фуданьского и Лидского университетов сделали нанокластеры золота более «привлекательными» для бактерий и менее вредными для нашего организма. Ученые создали лиганды из положительно заряженного пиридиния и цвиттериона — молекулы с положительно и отрицательно заряженными группами. На фото золотистые сферы обозначают атомы золота, красные и синие сферы — лиганды. Кластеры присоединяются к мембранам бактерий, расположение частиц отслеживают с помощью БИК-флуоресценции при возбуждении лазером с длиной волны 808 нм.

Тест провели на метициллинустойчивом эпидермальном стафилококке Staphylococcus epidermidis (MRSE). Нанокластеры золота помешали бактериям эффективно агрегировать, вызывали синтез активных форм кислорода и нарушили целостность мембран бактерий. Кроме того, антибиотик начал действовать на стафилококки. В одном случае доза, необходимая для подавления роста MRSE, снизилась более чем в 100 раз.

Наночастицы испытали на крысах с кожными инфекциями, вызванными MRSE. Новая терапия способствовала заживлению и не навредила организму.