Новости

Разработка антибиотиков для борьбы с бактериями с множественной лекарственной устойчивостью, особенно с теми, которые поражают дыхательные пути, становится все более сложной задачей, и некоторые ученые пытаются ослабить бактерии, чтобы имеющиеся терапевтические препараты стали более эффективными.    Этот подход является многообещающим, о чем свидетельствует статья, опубликованная в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), в которой делается вывод, что фотодинамическая инактивация (ФДИ) продемонстрировала новую способность изменять чувствительность бактерий к антибиотикам в зависимости от дозировки, снижая резистентность и персистенцию как типовых, так и клинических штаммов. ФДИ может побороть резистентность к противомикробным препаратам, поскольку она потенцирует действие антибиотиков и вызывает окислительный стресс у микроорганизмов за счет взаимодействия света с фотосенсибилизатором.    Исследование ученых Университета Сан-Паулу (Бразилия) было посвящено золотистому стафилококку. В ходе исследования изучалось влияние фотодинамического воздействия на резистентные бактерии, выделенные от пациентов, и бактериальные клетки с резистентностью, индуцированной в лаборатории. Результаты показали, что пяти циклов ФДИ было достаточно, чтобы подавить их резистентность. В ФДИ краситель, называемый фотосенсибилизатором, получает энергию, поглощая видимый свет, и образует реактивные формы кислорода, которые могут окислять и уничтожать микроорганизмы или ослаблять их устойчивость к антибиотикам.    Исследователи использовали 10 мкМ куркумина в качестве фотосенсибилизатора и работали с тремя антибиотиками - амоксициллином, эритромицином и гентамицином. После пяти циклов ФДИ было обнаружено, что S. aureus становиться наиболее чувствителен к гентамицину, хотя два других антибиотика также оказались эффективными против бактерий после ФДИ. "Мы обнаружили, что ФДИ не всегда уничтожает бактерии, но подавляет часть механизмов, с помощью которых они становятся резистентными. Это натолкнуло нас на мысль попробовать окислительный стресс, чтобы сделать их чувствительными к антибиотикам", - рассказал руководитель работы Вандерлей Баньято.    Согласно статье, шансы на одобрение новых антибиотиков Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) для клинических испытаний на людях составляют 6 из 10, а вероятность того, что одобренные препараты будут относиться к новому классу антибиотиков, составляет всего 25%, что "предполагает низкую вероятность решения проблемы бактериальной резистентности, поскольку большинство новых антимикробных препаратов, как правило, создаются на основе существующих классов".    В течение нескольких лет исследования Баньято были сосредоточены на лекарственно-резистентной пневмонии, одной из основных причин смерти в отделениях интенсивной терапии. "В ближайшее время мы опубликуем статью, описывающую метод, применяемый непосредственно при лечении легких. Пациент вдыхает молекулу-индуктор, и мы проводим экстракорпоральное инфракрасное облучение, чтобы ослабить сопротивляемость микроорганизмов в рамках стратегии борьбы, например, с пневмонией", - рассказал он. 

Крошечная трудолюбивая бактерия весом в одну триллионную долю грамма вскоре может оказать большое влияние на переработку редкоземельных элементов (РЗЭ) экологически чистым способом.    В новом исследовании ученые из Корнельского университета показывают, что генетическая инженерия этой бактерии может повысить эффективность очистки элементов, используемых в смартфонах, компьютерах, электромобилях и ветряных турбинах, и даже ускорить глобальные экономические цепочки поставок. Бактерия Vibrio natriegens предлагает экологически чистый метод - биосорбцию - для извлечения ценных и необходимых элементов вместо использования старых, загрязняющих окружающую среду, дорогостоящих методов с применением растворителей. Исследование "Многократные раунды случайного мутагенеза и отбора в Vibrio Natriegens в естественных условиях приводят к значительному увеличению связывающей способности РЗЭ" было опубликовано в журнале ACS Synthetic Biology.    "Традиционные термохимические методы разделения лантаноидов являются ужасными с экологической точки зрения", - пояснил соавтор работы Баз Барстоу, доцент кафедры биологической и экологической инженерии. "Эти элементы трудно очистить. Вот почему мы отправляем редкоземельные элементы за границу - как правило, в Китай - для их переработки". Авторы решили провести исследование по генной инженерии Vibrio natriegens, чтобы повысить его способность к биосорбции - или извлечению - редкоземельных элементов.    Исследователи изменили геном Vibrio natriegens с помощью плазмиды под названием MP6, которая вносит ошибки в геном, а затем проверили мутантов на повышенную биосорбцию редкоземельных элементов. "Учитывая легкость поиска значимых мутантов для биосорбции, эти результаты подчеркивают, как много генов, вероятно, способствуют биосорбции", - отметил Барстоу, - "а также силу случайного мутагенеза в выявлении интересующих генов и оптимизации биологической системы для выполнения задачи".    Редкоземельные элементы играют важнейшую роль в современном обществе. Они используются в компьютерах, батареях и технологиях чистой энергии. Vibrio natriegens и растущий набор бактериальных методов предлагают способ безопасной переработки. "Эта новая работа дает нам шанс опередить термохимические методы", - сказал Барстоу. "Мы можем создать эту и другие бактерии, а поскольку нам не нужно очищать белки, мы можем эксплуатировать такую систему гораздо дешевле, чем конкурирующие биологические процессы".    По словам Барстоу, например, у США нет опыта в термохимических методах переработки. "Для очистки редкоземельных элементов остались только конкурирующие "зеленые" методы", - сказал он. "Даже если бы мы хотели использовать термохимические методы, мы, вероятно, не смогли бы этого сделать. Мы больше не знаем, как это делается. Поэтому мы вынуждены искать инновационные пути решения этой проблемы".