Гидрогель выделяющий антибиотик только в присутствии патогена
Лечение инфицированных ран становится все сложнее из-за растущей антибиотикорезистентности. Многие бактерий, вызывающие раневые инфекции, устойчивы к антимикробным препаратам. Наиболее распространены среди них бактерии, продуцирующие β-лактамазы. Поскольку устойчивость к антибиотикам связана с их чрезмерным использованием, одно из возможных решений проблемы состоит в том, чтобы свести к минимуму системное воздействие препаратов и заменить его локальным. Способ сделать это предложили авторы статьи в Science Advances - они разработали «умный гидрогель», который выделяет антибиотик только в присутствии патогенных бактерий.
Ученые изготовили липосомы, загруженные антибиотиком ципрофлоксацином, и заключили их в гидрогель. Чтобы сам гидрогель реагировал на патогенные бактерии, авторы получили сшивающий агент, расщепляемый β-лактамазой. Они использовали для этого производное цефалоспорина. В присутствии этого бактериального фермента сшивки в геле разрушались, и он высвобождал липосомы с антибиотиком.
In vitro гидрогель деградировал под действием цефалоспориназ Pseudomonas aeruginosa в течение 6 часов, в отличие от контроля с нерасщепляемыми сшивками. Безопасность подтверждена на клеточных моделях: не выявлено негативного влияния на метаболизм фибробластов мыши и гемолиза эритроцитов человека.
В модели инфицированной ссадины у мышей применение гидрогеля приводило к снижению биолюминесцентного сигнала (маркер бактериальной нагрузки), тогда как в контрольных группах он нарастал. По сравнению с клиническим гидрогелем с ионами серебра (Сильвасорб), где наблюдалось возобновление роста бактерий уже через сутки, «умный» гидрогель обеспечивал снижение сигнала до фонового уровня ко второму дню без рецидива в течение 4 суток.
В ex vivo модели инфицированного ожога (кожа свиньи) показана селективность: эффект наблюдался при инфицировании β-лактамаз-продуцирующими бактериями (P. aeruginosa), но отсутствовал для штаммов Staphylococcus aureus, не продуцирующих фермент. Также не выявлено индукции устойчивости к ципрофлоксацину.
Таким образом, гидрогель с фермент-чувствительным высвобождением антибиотика эффективно контролирует инфекцию и потенциально снижает избыточное применение антимикробных препаратов, что может быть значимо в борьбе с антибиотикорезистентностью.
Источник: https://pcr.news/novosti/umnyy-gidrogel-vydelyaet-antibiotik-tolko-v-prisutstvii-patogena/