Pašsalikējošas peptīdu nanofibrilas, kas izveidotas, lai apkarotu intracelulāras bakteriālas infekcijas

Pētnieki ir izstrādājuši jauna veida pašsalikšanās peptīdu nanofibrilas ar unikālām īpašībām, kas ļauj tām efektīvi iznīcināt intracelulārās patogēnās baktērijas. Šī svarīgā pētījuma rezultāti ir publicēti žurnālā Science Advances.

Kāda ir jaunās pieejas būtība?

Šūnu iekšienē esošās baktērijas rada nopietnu medicīnisku izaicinājumu, jo tās slēpjas no imūnsistēmas un bieži vien ir rezistentas pret tradicionālajām antibiotikām. Lai pārvarētu šīs problēmas, zinātnieku grupa Dr. V. Ju vadībā izstrādāja peptīdu molekulas, kas spēj pašas saliedēties stabilās nanofibrilās un kurām piemīt izteikta pretmikrobu aktivitāte.

Peptīdi tika rūpīgi izstrādāti ar īpašu hidrofobu un hidrofilu aminoskābju atlikumu līdzsvaru. Tieši šis dizains ļauj tiem spontāni veidot šķiedru struktūras, ko sauc par nanofibrilām. Šīs struktūras ir stabilas bioloģiskajā vidē un izturīgas pret fermentatīvu degradāciju, kas ievērojami palielina to terapeitisko potenciālu.

Nanofibrilu darbības mehānisms

Pētnieki pierādīja, ka pašsalikušās nanofibrillas:

1. Pateicoties optimizētai lādētu un hidrofobu aminoskābju kombinācijai, tās efektīvi iekļūst inficētajās šūnās, apejot šūnu barjeras.
2. Tie nonāk intracelulārajā telpā, kur atrodas baktēriju patogēni, tostarp rezistenti celmi.
3. Tie traucē baktēriju membrānu integritāti, kas noved pie to ātras nāves.

Svarīga jauno nanofibrilu iezīme ir tā, ka tām piemīt izteikta aktivitāte inficētajās šūnās, turpretī tradicionālajām antibiotikām ir grūtības sasniegt šādas baktērijas un tās ir mazāk efektīvas.

Pētījuma detaļas un rezultāti

Eksperimenti tika veikti ar šūnu kultūrām, kas inficētas ar intracelulāriem baktēriju patogēniem (piemēram, Listeria monocytogenes). Testi atklāja:

• Jaunu peptīdu augsta pretmikrobu iedarbība pret intracelulāriem patogēniem.
• Minimāla toksicitāte saimniekšūnām, kas apliecina to drošību potenciālai lietošanai.
• Izturība pret organisma enzīmu degradāciju, kas ļauj izmantot nanofibrilus terapeitisku zāļu veidā ar ilgstošu iedarbību.

Turpmākie pētījumi, izmantojot elektronmikroskopiju, apstiprināja nanofibrilu veidošanos, un bioķīmiskās analīzes parādīja, ka šīs struktūras ir stabilas un tām ir stabilas fizikāli ķīmiskās īpašības.

Atklājuma praktiskā nozīme

Izstrādātās nanofibrillas ir daudzsološa alternatīva tradicionālajām antibiotikām, īpaši cīņā pret grūti ārstējamām infekcijām. Tās var izmantot:

• Intracelulāru infekciju ārstēšanai, tostarp rezistentu baktēriju celmu, pret kuriem daudzas antibiotikas ir neefektīvas.
• Kā pamats citu zāļu piegādei šūnās, pateicoties to spējai iekļūt šūnu membrānās.
• Kā daļa no kompleksās terapijas smagām infekcijas slimībām, piemēram, tuberkulozei, brucelozei, salmonelozei un citām slimībām, ko izraisa intracelulāri patogēni.

Šo pieeju var pielāgot arī jaunu materiālu un pārklājumu ar pretmikrobu īpašībām radīšanai slimnīcās iegūtu infekciju profilaksei.

Nākotnes plāni un perspektīvas

Nākotnē pētnieki plāno turpināt testēšanu ar dzīvnieku modeļiem, lai apstiprinātu nanofibrilu efektivitāti un drošību dzīvos organismos. Turklāt tiek strādāts pie peptīdu struktūras optimizācijas vēl efektīvākai iedarbībai pret dažādiem intracelulāro baktēriju celmiem.

Tādējādi pašsalikšanās peptīdu nanofibrilu izveide paver pilnīgi jaunu virzienu antibiotiku un biomedicīnisko materiālu izstrādē. Pieeja, kas balstīta uz kontrolētu peptīdu pašsalikšanos, demonstrē ievērojamu potenciālu nākotnes medicīnā, īpaši ņemot vērā antibiotiku rezistences pieaugumu un jaunās infekcijas slimību problēmas.