Антибиотиците са по-ефикасни, ако могат да въздействат върху своята мишена директно на мястото на инфекцията и в неразреден вид. Сега американски учени описаха синтетичен химически капан, който се изтласква до мястото на действието си в телесната течност и след това примамва бактериите във вътрешността си, за да ги отрови. Една от главните функционалности на микроустройството е комуникацията с патогена, казват авторите.
Те разработили иновативното многофункционално оръжие, за да се справят с масовия медицински проблем, че повечето медикаменти се разреждат в телесните флуиди, преди да могат да изпълнят своето предназначение. Би било по-ефикасно, ако лекарството и неговата мишена бъдат събрани на едно място, за да се намали загубата на терапевтичното средство. Изследователите проектирали самозадвижващ се химически капан, който да улавя и унищожава болестотворните микроби. Той действа чрез последователно отделяне на химикали от автономно микроустройство, подобно на контейнер, и може да бъде особено полезен срещу патогените в стомаха, съобщават авторите.
Те разработили „микроплуващо“ устройство, наподобяващо по структурата си на глава кромид. Ядрото му представлявало двигател от зрънце магнезиева сплав, частично покрито с няколко полимерни слоя, всеки от тях изпълняващ своя собствена функция. В кисела среда, като например стомашните киселини, магнезиевото зрънце реагирало с киселината, образувайки мехурчета водород, които тласкали микроустройството напред - подобно на подводница, задвижвана от газова струя. Пътят му свършвал, когато то засядало в някоя стена, например стомашната обвивка. Щом магнезиевият двигател се разтварял и изчерпвал, оставала куха структура, около 30 пъти по-голяма от размера на бактерия, наподобяваща празна, многостенна сферична кесия.
Кесията действала като капан. Кухото микроустройство примамвало бактерии да влязат в него, след което се превръщало в токсична клетка. Вътрешните му стени били изградени от киселинно разтворим полимер, съдържащ в себе си аминокиселината серин – вещество, сигнализиращо на чревната бактерия Ешерихия коли за наличието на храна. Разтварящият се полимер освобождавал серина, който посредством явление, известно като хемотаксис (движение на свободно подвижни клетки в отговор на действието на определено вещество), карал бактериите да се насочват към източника. Под микроскоп изследователите наблюдавали натрупване на бактерии вътре в кухата сфера.
Като финална стъпка се активирал токсин. Един от полимерните слоеве се разтварял и освобождавал сребърни йони, които убивали бактериите. Този многофазен процес представлява нов подход за повишаване на ефикасността на антибиотиците. Освен това авторите го възприемат като „първа стъпка към химическа комуникация между синтетични микроплуващи устройства и подвижни микроорганизми“. Те вярват, че концепцията може да бъде разширена, за да служи за различни цели, свързани с обеззаразяване – например в хранителния сектор и здравеопазването или за пречистване на околната среда.
Превод от английски
Катя МАНОЛОВА
