Пептидные наносети для борьбы с бактериальными инфекциями

Многие вредоносные бактерии способны двигаться, чтобы избежать высоких концентраций антибиотиков. Это позволяет им распространяться по организму, затрудняет лечение и усугубляет проблему лекарственной устойчивости.

Чтобы решить эту задачу, исследовательская группа под руководством доцента Пуи Лай Рэйчел И из Департамента фармации и фармацевтических наук НУС разработала короткие пептиды, способные к самосборке в сверхтонкие волокна. Эти нановолокна сплетаются в наносети только в присутствии бактерий, захватывая и убивая их, не затрагивая здоровые клетки.

Иммобилизуя бактерии, наносети предотвращают их распространение и делают более уязвимыми к существующим антибиотикам. Эта технология может лечь в основу биоматериалов нового поколения для повязок, покрытий медицинских устройств или спреев для лечения инфекций.

Вдохновившись пауками, которые сначала плетут обширную сеть для поимки добычи, а затем плотно оборачивают её, команда сосредоточилась на дизайне пептидов, способных формировать как обширные, так и плотные сети в зависимости от аминокислотной последовательности. В этом исследовании они обнаружили, что тонкие изменения в аминокислотах пептида могут контролировать способ формирования наносетей.

Пептид W-W₁₃ был сконструирован для формирования плотно переплетённых нановолокон на поверхности бактерий, эффективно захватывая и убивая их. Другая версия, E-E₁₃^ASYM, была разработана для самопереплетения, формируя широкие наносети с минимальным взаимодействием с бактериями и без антибактериальной активности.

Лабораторные тесты показали, что плотные наносети могут значительно ингибировать движение бактерий, демонстрируя потенциал в предотвращении распространения инфекции. Результаты опубликованы в журнале Small.

«Наши результаты показывают, что при правильном дизайне мы можем запрограммировать эти пептиды на создание наносетей, адаптированных для конкретных антибактериальных функций», — сказал аспирант Чен Вэй Мэн.

«Просто научив пептид сворачиваться, мы дали ему способность иммобилизовать бактерии до того, как они смогут сбежать. Наш следующий шаг — превратить это в практичное, недорогое решение для борьбы с инфекциями в реальных условиях», — добавила доцент И.