Группа инженеров из Швеции разработала наночастицы, которые могут убивать бактерии, скрывающиеся от иммунной системы внутри клеток организма. При этом частицы не токсичны для клеток человека, так как состоят из оксида церия и биостекла — биоактивной керамики, использующейся при производстве имплантов. Результаты работы опубликованы в журнале Nanoscale.
Паразитические бактерии используют разные механизмы защиты от иммунной системы организма, например прячутся внутри живых клеток. Такие бактерии устойчивы к антибиотикам и могут успешно размножаться внутри организма. При этом они вызывают раневые инфекции, которые плохо поддаются лечению даже в больничных условиях. В своей работе ученые из двух крупных научных институтов — Высшей технической школы Цюриха и исследовательского центра Empa — разработали наночастицы, которые работают не так, как обычные антибиотики. Эти частицы из оксида церия и биостекла могут проникать через мембрану пораженных клеток. Оказавшись внутри клетки, наночастицы прилипают к клеточным стенкам бактерий и вызывают их гибель.
Исследователи использовали для создания наночастиц оксид церия — материал, который уже показал себя как эффективный антимикробный агент. Наночастицы создали из гибрида оксида церия с биостеклом, чтобы сделать их более «съедобными» для клеток организма. Биостекло представляет из себя разновидность биосовместимой керамики, на которой могут расти живые клетки, и уже используется для восстановления костей и мягких тканей. Исследователи отмечают, что разработанные ими частицы применяются в составе клея для ран, который может останавливать кровотечения, ослабить воспаление и ускорить заживление.
В новой работе ученые исследовали, насколько эффективно разработанные наночастицы могут убивать золотистый стафилококк, скрывающийся внутри человеческих макрофагов — иммунных клеток, которые в норме должны защищать организм от инфекций. Выяснилось, что внутри инфицированных клеток бактерии разрушаются после внесения наночастиц в клеточную среду. Более того, при блокировании способности клеток захватывать наночастицы бактерии продолжают жить дальше. Предполагают, что эти частицы закрепляются на оболочках бактериальных клеток и разрушают их, так как выделяют активные формы кислорода. Ученые отмечают, что клетки человека не подвержены этому процессу, поскольку мембрана клеток человека отличается по структуре и составу. В будущей работе группа собирается дополнительно оптимизировать структуру и состав наночастиц для использования препарата в клинике.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
