Ученые разработали эффективную стратегию разрушения бактериальных биопленок
Биопленки — это сообщества бактерий, которые прикрепляются к поверхности и их почти невозможно уничтожить, если они патогенны. Исследование из лабораторий Лорен Бакалетц, PhD, и Стивена Гудмана, PhD, в The Research Institute при Nationwide Children's Hospital, предоставляет убедительные доказательства, что инновационный терапевтический подход может быть эффективен против болезней, вызванных бактериальными биопленками.
"Большинство, если не все, хронические и рецидивирующие бактериальные инфекции включают биопленку в процессе заболевания", — говорит д-р Бакалетц, старший автор исследования, опубликованного в журнале EBioMedicine. "Биопленки — это сложные, высокоорганизованные сообщества бактерий, очень устойчивые к уничтожению как нашей собственной иммунной системой, так и действием антибиотиков".
К таким инфекциям относятся инфекции мочевыводящих путей, средний отит, синусит и хронические раневые инфекции.
"Учитывая, насколько распространены и проблематичны заболевания, связанные с биопленками, мы стремились разработать новый подход для их разрушения", — продолжает д-р Гудман. "Таким образом, традиционные антибиотики и/или собственная естественная иммунная система организма смогут убить бактерии, высвобожденные из биопленки, что, надеемся, обеспечит излечение".
Этот новый подход заключался в нацеливании на внеклеточную ДНК (eDNA) и связанные с ней белки DNABII в биопленках, которые являются общими компонентами и помогают поддерживать структуру биопленок. Исследователи опирались на свою предыдущую работу, которая показала, что антитело, направленное против белков DNABII, приводит к катастрофическому коллапсу бактериальных биопленок.
"Один из методов, который используем мы и многие наши коллеги, — позволить интересующим нас бактериям сформировать биопленку в специальной культуральной системе в лаборатории", — говорит д-р Бакалетц. "Как только биопленка созревает, мы пытаемся разрушить её, нацеливаясь на специфические бактериальные белки внутри неё".
Используя конфокальную сканирующую световую микроскопию и программное обеспечение для анализа COMSTAT, они смогли получить серию изображений биопленки до и после лечения. Это позволило определить, насколько эффективно они разрушили биопленку и высвободили создавшие её бактерии.
"Мы показали, что наша технология разрушения биопленок была высокоэффективна против многих различных бактерий, вызывающих целый ряд заболеваний человека; что она работала синергично с традиционным антибиотиком — тобрамицином, который сам по себе был совершенно неэффективен против биопленки; и, кроме того, что она также отлично работала в двух уникальных моделях заболеваний дыхательных путей человека", — объясняет д-р Бакалетц.
Моноклональные антитела, использованные в этих исследованиях, в настоящее время адаптируются для доставки пациентам в рамках клинических испытаний.
"Мы очень рады развивать эту технологию дальше, с надеждой изменить ситуацию к лучшему как в здоровье человека, так и животных", — добавляет д-р Гудман. "В настоящее время мы собираем средства и ищем партнеров, которые могут помочь нам достичь этих целей".