Антибиотики перестают быть надежной защитой от бактерий. Хотим мы этого или нет, но это реальность, с которой уже столкнулись ученые: бактерии мутируют быстрее, чем создаются новые лекарства.
Поэтому перед учеными стоит задача найти принципиально новые подходы. Один из них - разработка научного сотрудника Института химической биологии и фундаментальной медицины им. Д.Г. Кнорре СО РАН Инны Жарковой. Грант Фонда содействия инновациям за победу в конкурсе «Умник» дал возможность перейти от идей к реальным экспериментам.
Антибиотики больше не всесильны
Антибиотикорезистентность одна из серьезных медицинских угроз XXI века. Если раньше антибиотики считались «чудо-оружием», способным спасти от большинства смертельных бактериальных инфекций, то сегодня их спасительная сила стремительно угасает.
Суть проблемы кроется в способности бактерий адаптироваться и вырабатывать механизмы защиты против лекарств. Это естественный эволюционный процесс, который человечество многократно ускорило.
Последствия этого процесса могут быть катастрофичны: вплоть до возвращения «доантибиотиковой» эры, когда роды, хирургические операции, химиотерапия и даже лечение глубоких порезов могут стать смертельно опасными из-за риска развития не поддающихся лечению инфекций. При самом пессимистичном прогнозе массовое распространение устойчивых бактерий способно вызвать пандемии, с которыми современная медицина не сможет справиться.
Осознавая масштаб угрозы, Россия одной из первых включила этот вопрос в государственную повестку. В сентябре 2017 года была утверждена Стратегия предупреждения распространения антимикробной резистентности на период до 2030 года.
Вирус против бактерий: старая идея, новый подход
В перечень вероятных рисков, связанных с антибиотикорезистентностью, может войти и порез, который, в случае попадания инфекции, превращается в трудно поддающуюся лечению рану.
Уже сейчас инфицированные раны дают значительную клиническую и экономическую нагрузку на системы здравоохранения во всем мире, существенно снижая качество жизни пострадавших.
Усугубляющийся кризис бактериальных инфекций с множественной лекарственной устойчивостью повысил интерес к фаготерапии. В ее основе лежит использование бактериофагов, вирусов, которые атакуют исключительно бактерии и безвредны для человека. Интерес к фаготерапии в мире растет стремительно — количество научных публикаций по теме увеличивается с каждым годом. Но есть одна серьезная техническая проблема: как доставить фаги точно в рану и удержать их там?
Трансфер: точно, вовремя, в цель
Введение жидких фаговых составов в рану для борьбы с раневыми инфекциями может привести к вытеканию терапевтического состава из раневого ложа, что усложняет контроль дозы и требует временного ограничения движений пациента.
Решение, которое разрабатывает команда ИХБФМ СО РАН, — гидрогель на основе природных белков с «упакованными» внутри фагами. Гель держится на ране, никуда не вытекает, постепенно высвобождает фаги прямо в очаге инфекции.
Звучит просто — но за этой простой скрывается серьёзная исследовательская задача.
Самая большая сложность заключалась в том, чтобы «упаковать» вирусы в матрицу гидрогеля, не инактивировав их, — рассказывает Инна Жаркова. Фаги можно легко инактивировать, применив к ним любое неосторожное воздействие при создании геля. Были найдены условия, при которых гидрогели проявляют регулируемую вязкость, абсолютно биосовместимы, а вирусы остаются активными и эффективно уничтожают бактерии.
Испытана большая часть физико-химических свойств, доказана антибактериальная активность. Это уже не теория — это рабочий материал, который проходит проверку.
Команда по стыке наук
Проект изначально задумывался как междисциплинарный — и в одиночку его действительно не сделать. В команде собраны специалисты в области химии и микробиологии. Именно такое сочетание компетенций и позволяет двигаться сразу в нескольких направлениях: разрабатывать матрицу геля, работать с фагами и контролировать биологическую активность — параллельно, а не последовательно.
Цель команды исследователей – чтобы гель, разработанный институте, попал в больницы, к врачам и пациентам и возвращал здоровье тем, кому традиционные антибиотики помочь не могут.