Наноразмерные "сверла", активируемые светом, убивают патогенные грибки
Упорные грибковые инфекции, такие как микоз стоп (поражает около 70% людей), можно будет лечить эффективнее благодаря наноразмерным молекулярным машинам, активируемым видимым светом.
Разработанные химиком Джеймсом Туром из Университета Райса и его коллегами, эти машины уже доказали эффективность против устойчивых к антибиотикам бактерий и раковых клеток. Новое исследование в Advanced Science показывает, что они так же хорошо справляются с патогенными грибками.
Молекулярные машины, основанные на работе нобелевского лауреата Бернарда Феринги, представляют собой наноразмерные соединения. Их "лопастная" цепочка атомов при воздействии видимого света вращается в одном направлении, создавая сверлящее движение, которое позволяет машинам проникать в оболочку клеток и уничтожать их.
"Это первое исследование, демонстрирующее, что эти молекулы могут быть эффективны и против грибков", — говорит ведущий соавтор Ана Сантос.
Проблема грибковых инфекций и устойчивости
Грибковые инфекции особенно опасны для пациентов с ослабленным иммунитетом (онкобольные, реципиенты трансплантатов). Лечение таких инфекций в США обходится более чем в $7 млрд в год.
Ситуацию усугубила пандемия COVID-19. Широкое применение иммунодепрессантов для предотвращения повреждения органов из-за гиперактивного иммунного ответа позволило грибковым инфекциям, таким как мукормикоз ("черная грибковая инфекция"), распространиться.
Кроме того, чрезмерное использование противогрибковых средств в сельском хозяйстве способствует развитию устойчивости у грибков, опасных для человека, так как применяются одни и те же классы препаратов.
Уникальный механизм действия
В отличие от большинства традиционных противогрибковых средств (которые воздействуют на клеточную стенку, мембрану или синтез эргостерола), молекулярные машины Турга нацелены на митохондрии — "энергостанции" клетки.
- Их роторы вращаются со скоростью 2–3 миллиона раз в секунду.
- Нарушая работу митохондрий, они разрушают клеточный метаболизм.
- Это приводит к дисбалансу энергии, неконтролируемому притоку воды и ионов (например, кальция) в клетку и, в конечном итоге, к её взрыву.
Ключевое преимущество: в ходе исследования не было обнаружено развития устойчивости грибков к этим наноразмерным "сверлам".