В настоящее время антибиотикорезистентность представляет собой одну из наиболее серьезных опасностей для здоровья во всем мире. По данным Всемирной организации здравоохранения, к 2050 году устойчивые к антибиотикам микроорганизмы, известные как «супербактерии», могут приводить к гибели до 10 миллионов человек ежегодно. В попытках найти выход из этой ситуации исследователи все чаще обращаются к природным решениям. Именно на пересечении биологии, химии, медицины и передовых технологий появляются инновационные разработки, в том числе уникальные многослойные антимикробные пленки, созданные специалистами Кабардино-Балкарского государственного университета имени Х.М. Бербекова (КБГУ).
Раньше антибиотики считались спасением от инфекционных заболеваний, они оказали значительное влияние на развитие медицины и способствовали увеличению продолжительности жизни. Но, по словам заведующей кафедрой микробиологии, вирусологии и иммунологии медицинской академии КБГУ Заиры Хараевой, «широкое и необоснованное использование антибиотиков повлекло за собой негативные последствия – начиная от воздействия на природные экосистемы и заканчивая увеличением количества бактерий, устойчивых к лекарствам».
«По словам Заиры Феликсовны, компания стремится разработать системы адресной доставки лекарственных препаратов, обладающих антимикробной активностью и способных воздействовать даже на устойчивые к лекарствам штаммы, вызывающие внутрибольничные инфекции.
Изучение, проведённое учеными Кабардинского государственного университета, выявило, что растительные соединения обладают иным принципом действия по сравнению с синтетическими антибиотиками: они оказывают более мягкое воздействие на организм, но при этом успешно подавляют развитие болезнетворных микроорганизмов. Их воздействие многогранно – они не только уничтожают бактерии, но и воздействуют на их защитные ферменты, повреждают мембраны, препятствуют образованию биопленок и стимулируют работу иммунной системы. Например, некоторые природные компоненты, содержащиеся в растениях, способны ингибировать бактериальную каталазу – фермент, обеспечивающий защиту микробов от окислительного стресса. Отсутствие этого вещества делает микроорганизмы более уязвимыми, что позволяет клеткам врождённого и адаптивного иммунитета быстрее и эффективнее уничтожать патогены. Кроме того, флавоноиды, другие компоненты, присутствующие в тех же растениях, выступают в роли основных антиоксидантов для человеческого организма. Процесс ферментации растительного сырья, обладающего подобными свойствами, позволил улучшить биодоступность полезных веществ, то есть сделать их более активными и легко усваиваемыми. Эта технология стала важным фактором в повышении эффективности пленок против устойчивых штаммов.
Материалы для научной работы были получены на основе многолетних исследований, посвящённых болезням пародонта и слизистых оболочек ЛОР-органов. В ходе работы исследователи установили, что наиболее действенным подходом является целенаправленное воздействие на область воспаления с целью снижения нежелательных последствий и сохранения естественного микробиома.
В итоге была разработана технология получения многослойных покрытий, которые могут быть непосредственно нанесены на слизистые оболочки ротовой полости, носа и глотки. Для их создания используются биосовместимые природные полимеры – хитозан, альгинат и гиалуроновая кислота. В состав этих полимеров включены активные растительные компоненты: мангиферин, обладающий выраженными антиоксидантными свойствами (содержится в плодах манго), и пуллулан, полисахарид с антимикробным действием).
«Многослойная структура дает возможность высвобождать активные вещества постепенно, в зависимости от изменений, происходящих в очаге заболевания, – объясняет профессор Кабардино-Балкарского государственного университета. – Этот метод не только обеспечивает продолжительное действие, но и позволяет воздействовать непосредственно на область воспаления, избегая общего воздействия на организм. Некоторые слои содержат антибиотики, однако при их локальном применении в месте инфекции достигается необходимая концентрация, и, в отличие от приема внутрь или инъекций, не нарушается микрофлора, что уменьшает вероятность дисбактериоза и других нежелательных последствий».
Реализация проекта стала возможной благодаря сотрудничеству специалистов из различных областей: микробиологов, химиков, фармацевтов и врачей. В работе над проектом участвовали такие известные организации, как Университет ИТМО (Санкт-Петербург), РНИМУ им. Н.И. Пирогова, НИИ физико-химической медицины, а также малазийская компания NHF, занимающаяся разработкой ферментированных растительных препаратов.
На первом этапе клинических исследований, в которых приняли участие 60 человек, страдающих хроническим пародонтитом, в Северо-Кавказском научно-практическом центре челюстно-лицевой и пластической хирургии и стоматологии C-med, у всех испытуемых наблюдалось улучшение состояния. В частности, снижение кровоточивости, болезненности и отечности тканей было зафиксировано быстрее, чем ожидалось. На основании полученных данных исследователи корректируют некоторые аспекты разработки – в том числе усиливают адгезию пленок, чтобы обеспечить их более продолжительное удержание на слизистой оболочке. В настоящее время специалисты из КБГУ совместно с российскими производителями медицинского оборудования активно работают над подготовкой технологии к запуску в серийное производство.
Возможности развития проекта заключаются не только в внедрении отобранных и проверенных составов для лечения воспалений в полости рта, но и в последующей адаптации пленок под различные клинические нужды: для терапии сложных инфекций, предотвращения послеоперационных осложнений и локального лечения при хронических воспалительных заболеваниях.
Необходимо подчеркнуть, что начало реализации проекта стало возможным благодаря внутреннему гранту, предоставленному КБГУ. По словам Заиры Феликсовны, «эта поддержка обеспечила приобретение необходимых реактивов и оплату тест-систем, используемых в клинических исследованиях. Подобный подход демонстрирует, как университет способен служить отправной точкой для значимых научных открытий».
Ссылка на публикацию: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=82856528
Информация предоставлена пресс-службой КБГУ