Savaime susirenkančios peptidinės nanofibrilės, sukurtos kovai su tarpląstelinėmis bakterinėmis infekcijomis

Tyrėjai sukūrė naujo tipo savaime susirenkančias peptidines nanofibriles, pasižyminčias unikaliomis savybėmis, leidžiančiomis joms efektyviai sunaikinti tarpląstelines patogenines bakterijas. Šio svarbaus tyrimo rezultatai paskelbti žurnale „Science Advances“.

Kokia naujojo požiūrio esmė?

Ląstelėje esančios bakterijos kelia rimtą medicininį iššūkį, nes jos slepiasi nuo imuninės sistemos ir dažnai yra atsparios tradiciniams antibiotikams. Siekdama įveikti šiuos iššūkius, mokslininkų grupė, vadovaujama dr. W. Yu, sukūrė peptidų molekules, galinčias savarankiškai sudaryti stabilias nanofibriles ir pasižyminčias ryškiu antimikrobiniu aktyvumu.

Peptidai buvo kruopščiai sukurti su specifiniu hidrofobinių ir hidrofilinių aminorūgščių liekanų balansu. Būtent ši konstrukcija leidžia jiems savaime sudaryti skaidulines struktūras, vadinamas nanofibrilėmis. Šios struktūros yra stabilios biologinėje aplinkoje ir atsparios fermentiniam skaidymui, o tai žymiai padidina jų terapinį potencialą.

Nanofibrilų veikimo mechanizmas

Tyrėjai įrodė, kad savaime susirenkančios nanofibrilės:

1. Dėl optimizuoto įkrautų ir hidrofobinių aminorūgščių derinio jie efektyviai prasiskverbia į užkrėstas ląsteles, apeidami ląstelių barjerus.
2. Jie pasiekia tarpląstelinę erdvę, kurioje yra bakterijų patogenai, įskaitant atsparias padermes.
3. Jie sutrikdo bakterijų membranų vientisumą, dėl kurio jos greitai miršta.

Svarbi naujųjų nanofibrilų savybė yra ta, kad jie pasižymi ryškiu aktyvumu užkrėstose ląstelėse, o įprastiems antibiotikams sunku pasiekti tokias bakterijas ir jie yra mažiau veiksmingi.

Tyrimo detalės ir rezultatai

Eksperimentai buvo atlikti su ląstelių kultūromis, užkrėstomis ląstelėse esančiais bakteriniais patogenais (pvz., Listeria monocytogenes). Tyrimai atskleidė:

• Naujų peptidų didelis antimikrobinis veiksmingumas prieš tarpląstelinius patogenus.
• Minimalus toksiškumas šeimininko ląstelėms, įrodantis jų saugumą potencialiam naudojimui.
• Atsparumas organizmo fermentų skaidymui, leidžiantis naudoti nanofibrilius kaip ilgalaikio poveikio terapinius vaistus.

Tolesni tyrimai, naudojant elektroninę mikroskopiją, patvirtino nanofibrilų susidarymą, o biocheminės analizės parodė, kad šios struktūros yra stabilios ir turi stabilias fizikines ir chemines savybes.

Praktinė atradimo reikšmė

Sukurtos nanofibrilės yra perspektyvi alternatyva tradiciniams antibiotikams, ypač kovojant su sunkiai gydomomis infekcijomis. Jos gali būti naudojamos:

• Skirtas intracelulinėms infekcijoms gydyti, įskaitant atsparias bakterijų padermes, prieš kurias daugelis antibiotikų yra neveiksmingi.
• Kaip pagrindas kitiems vaistams pristatyti į ląsteles dėl jų gebėjimo prasiskverbti pro ląstelių membranas.
• Kaip kompleksinės terapijos dalis sunkioms infekcinėms ligoms, tokioms kaip tuberkuliozė, bruceliozė, salmoneliozė ir kitos ligos, kurias sukelia ląstelėse esantys patogenai.

Šis metodas taip pat gali būti pritaikytas kuriant naujas medžiagas ir dangas su antimikrobinėmis savybėmis, skirtas ligoninėse įgytų infekcijų prevencijai.

Ateities planai ir perspektyvos

Ateityje tyrėjai planuoja tęsti bandymus su gyvūnų modeliais, kad patvirtintų nanofibrilų veiksmingumą ir saugumą gyvuose organizmuose. Be to, vyksta darbai, siekiant optimizuoti peptidų struktūrą, kad būtų dar veiksmingesnis poveikis įvairioms tarpląstelinių bakterijų padermėms.

Taigi, savaime susirenkančių peptidinių nanofibrilų sukūrimas atveria visiškai naują kryptį antibiotikų ir biomedicininių medžiagų kūrime. Šis kontroliuojamu peptidų savaiminiu surinkimu pagrįstas metodas rodo didelį potencialą ateities medicinoje, ypač atsižvelgiant į atsparumo antibiotikams augimą ir naujus infekcinių ligų iššūkius.