Na łamach czasopisma „International Journal of Pharmaceutics” opublikowano badania dotyczące nowego hydrożelu peptydowego, który sprawia, że nawet bakterie oporne na antybiotyki znów stają się na nie wrażliwe. Zdaniem autorów rozwiązanie to może znaleźć wiele zastosowań w medycynie, m.in. w leczeniu ran.

Nowy hydrożel opracowano na Uniwersytecie Technicznym Chalmersa w Szwecji. W przeprowadzonych badaniach wykazano skuteczność rozwiązania wobec wielu rodzajów drobnoustrojów, w tym również bakterii opornych na działania zwalczające.

Nowe zastosowanie peptydów przeciwdrobnoustrojowych

Hydrożel składa się z peptydów antybakteryjnych, podobnych do białek, jednak o mniejszych cząsteczkach. Peptydy przeciwbakteryjne występują naturalnie w naszych organizmach, a ich właściwości bakteriobójcze są znane od dawna. Peptydy niszczą błony komórkowe bakterii, głównie poprzez interakcję między ładunkami dodatnimi w peptydach a ładunkami ujemnymi w błonach bakteryjnych.

W poprzednich badaniach próbowano już połączyć peptydy z antybiotykami, ale dotychczas tylko w roztworze. Po wystawieniu na działanie płynów ustrojowych, takich jak krew, peptydy traciły swoją skuteczność. Natomiast peptydy przyłączone do hydrożelu są bardziej stabilne i mogę być aktywne przez dłuższy czas.

– Materiał na bazie peptydów można stosować miejscowo, na ograniczoną część ciała, dzięki czemu nie wpływa na cały organizm. Materiał jest nietoksyczny i nie powoduje żadnych niepożądanych skutków ubocznych – zaznaczył kierujący badaniami Martin Andersson, profesor chemii stosowanej w Chalmers.

Większa podatność na leczenie antybiotykowe

W badaniach przeprowadzonych w warunkach laboratoryjnych uzyskano zaskakująco pozytywne wyniki. Okazało się, że w obecności hydrożelu peptydowego antybiotyki były skuteczniejsze wobec drobnoustrojów, osiągając 64-krotnie wyższy efekt bakteriobójczy. Połączenie to zwiększało również właściwości antybakteryjnego żelu.

W przypadku niektórych bakterii działanie hydrożelu i antybiotyków uzyskano nie tylko efekt addytywny (czyli zsumowanie działania), ale także synergistyczny (pomnożone działanie).

– Gdy cząsteczki hydrożelu weszły w bliski kontakt z bakteriami, te ostanie osłabły i stały się bardziej podatne na leczenie antybiotykowe. W niektórych przypadkach antybiotyki stały się ponownie skuteczne przeciwko bakteriom, które były wcześniej oporne – podkreśliła Annija Stepulane, doktorantka chemii stosowanej w Chalmers i pierwsza autorka artykułu.

Badacze przetestowali hydrożel peptydowy na hodowlach bakteryjnych, w połączeniu z dwoma różnymi antybiotykami: oksacyliną i wankomycyną. Drobnoustroje objęte eksperymentami to dwa różne rodzaje gronkowców (Staphylococcus aureus), z których jeden jest szczepem opornym na kilka antybiotyków (MRSA).

Najsilniejszy efekt zaobserwowano w przypadku MRSA, gdy działanie hydrożelu połączono z oksacyliną, na który wszystkie bakterie MRSA są oporne. Połączenie to obniżyło efektywne stężenie oksacyliny 64-krotnie w porównaniu z zastosowaniem samego antybiotyku. W rezultacie skuteczne stężenie oksacyliny spadło poniżej progu, przy którym bakterie są klasyfikowane jako oporne na lek. Podobne efekty zaobserwowano również w przypadku wankomycyny, chociaż efekt był bardziej addytywny niż synergistyczny.

Zastosowanie w leczeniu ran

Naukowcy podkreślają, że opracowany hydrożel może wesprzeć gojenie ran.

– Gdy rozpoczyna się leczenie rany, często nie wiadomo, czy bakterie, które spowodowały zakażenie są oporne na określony antybiotyk. Jednoczesne nałożenie materiału peptydowego na ranę zwiększa prawdopodobieństwo, że antybiotyk będzie skuteczny przeciwko bakteriom. Można wtedy wyleczyć infekcję bez konieczności stosowania dodatkowych rodzajów antybiotyków – wskazał Martin Andersson.

Eksperci widzą zastosowanie hydrożelu nie tylko w walce z drobnoustrojami, ale także jako standardowego leczenia zapobiegającego zakażeniom ran.

– Materiał mógłby być stosowany w placówkach opieki zdrowotnej, na przykład po zabiegach chirurgicznych – możliwość ta jest już dostępna w opiece weterynaryjnej w niektórych krajach – i w domu. Mógłby działać jak zwykły plaster, zwłaszcza dla osób obawiających się infekcji. Może to być szczególnie interesujące w obszarach o wysokiej częstości występowania opornych infekcji, takich jak niektóre części Afryki i Azji, gdzie wymagana jest szczególna ostrożność w przypadku urazów – podkreślił Martin Andersson.

Naukowcy mają już teorie tłumaczące przyczyny synergistycznego efektu peptydów z antybiotykami, ale mechanizmy molekularne nadal wymagają zbadania.

Źródło: PAP