Ученые Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий Томского политеха исследуют наночастицы серебра в качестве добавки к антибиотикам, чтобы восстановить их эффективность. Снижение чувствительности к антимикробными препаратам у живых организмов — острая проблема современной медицины. Последние эксперименты ученых университета доказали на примере кишечной палочки, что добавки из наночастиц серебра к 31 антимикробному препарату повышают чувствительность в среднем на 20 %.

Исследование проводится в рамках гранта Российского научного фонда. Результаты работы ученых опубликованы в журнале Nanomaterials (Q1; IF:5,719).

Устойчивость бактерий к антибиотикам — глобальная проблема для мирового здравоохранения и ветеринарии. Это снижает эффективность лечения инфекционных заболеваний, вызванных широким спектром патогенной и условно-патогенной микрофлоры. Поэтому задача разработки недорогих и эффективных антимикробных препаратов, способных преодолевать антимикробную резистентность, — актуальная задача.

Наночастицы серебра — наиболее изученные наночастицы в биомедицинских применениях благодаря их антибактериальным, противогрибковым, противовирусным и противораковым свойствам. Химики Томского политехнического университета совместно с учеными-микробиологами Cибирского федерального научного центра агробиотехнологий РАН изучают наночастицы серебра в качестве антимикробных агентов. Ранее ученые уже провели исследование с двумя грамположительными бактериями — золотистым стафилококком и стрептококком. В настоящей работе они проверили эффективность наночастиц серебра при борьбе с кишечной палочкой.

Исследование проводилось на племенных коровах на фермах Томской и Новосибирской областей, больных серозным маститом, возбудителем которого является кишечная палочка. Одну группу лечили ветеринарным антибактериальным препаратом комбинированного действия, используемого для лечения мастита, вторую — препаратом, содержащим наночастицы серебра. Принципиально новый подход заключался в том, что наночастицы не добавлялись к антибиотикам, как это делается при аналогичных исследованиях, а использовались именно как самостоятельный препарат. Материалом для исследования было молоко, полученное от коров, из которого выделялась кишечная палочка.

Систематическое исследование и сравнительный анализ показали, что лечение препаратами, содержащими антибиотики, привело к снижению чувствительности кишечной палочки к нему и другим антибактериальным препаратам более чем на 20 %. В то время как после лечения животных наночастицами серебра чувствительность бактерий к антибиотикам увеличилась почти на 20 %. Это позволяет сделать вывод, что наночастицы серебра восстанавливают чувствительность микрофлоры к антибиотикам, что в последующем обуславливает их эффективность при применении как у животных, так и у человека. Исследование открывает новую страницу в микробиологии, позволяющую вернуть на рынок многие антибактериальные препараты и увеличить их эффективность, — комментирует профессор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий Алексей Пестряков.

Наночастицы серебра, синтезированные политехниками совместно с коллегами из НТЦ Вектор-Вита (Новосибирск) и Национального университета Мексики UNAM, нетоксичны для организма. Кроме того, они являются стабильными: это позволяет длительное время хранить их в виде растворов без потери полезных свойств.

«Мы определили несколько причин, обуславливающих эффект действия наночастиц. Это уменьшение образования биопленок коллективами бактерий, которые намного более активны, чем бактерии в отдельности. Снижение способности бактерий прикрепляться к клеткам организма, чтобы их заражать. Снижение доли бактериальных клеток, способных с помощью специальных насосов выбрасывать антибиотики из клеток организма, таким образом их дезактивируя. Все это может приводить к усилению действия антибактериальных средств под влиянием наночастиц серебра», — поясняет Алексей Пестряков.

В планах ученых — комплексное исследование, которое позволит детально понять механизм воздействия наночастиц серебра на свойства антибиотиков. В будущем эти данные можно использовать при разработке профилактических средств на основе наночастиц серебра или добавок к антибиотикам для эффективной антибактериальной терапии.

Источник: Национальный исследовательский Томский политехнический университет.