Projekt ruských vědců, který ztělesňují odborníci z Národní výzkumné jaderné univerzity MEPhI, navrhuje možné překonání daného problému. Nová studie má podle autorů usnadnit léčení špatně se hojících ran, popálenin a dalších ohnisek bakteriální hrozby.

Žádná odolnost

Jedním z řešení tohoto globálního problému se může podle vědců stát rozvoj metod antibakteriální fotodynamické terapie (FDT). Podle výsledků četných výzkumů nejsou patogenní mikroorganismy schopné vyvinout odolnost vůči tomuto druhu léčení.

Princip působení FDT je založen na použití zvláštních látek, fotosenzibilizátorů, které vstřikují a pak ozařují světlem s pomocí speciálního zářiče. Získaná světelná energie se předává molekulám kyslíku a transformuje je v aktivní formu, která bojuje s infekcí.

Tým fyziků z Akademie věd a MEPhI, mikrobiologů z Gamalejova ústavu a chemiků z Výzkumného ústavu organických meziproduktů a barviv navrhl použít jako fotosenzibilizátory syntetické polykatiónové bakteriochloriny. Na rozdíl od většiny antibiotik, které ničí pouze jeden druh bakterií, mají tyto sloučeniny při léčení způsobem FDT univerzální účinek. Vědci mají za to, že v klinické praxi to umožní se zřeknout definice bakteriální hrozby a tím ušetřit čas a zdroje.

Podle definice WHO je za účinný antibakteriální prostředek považován přípravek, který snižuje počet aktivních buněk patogenu ne méně než 103krát. Vědci z MEPhI sdělili, že bakteriochloriny, které používají, předstihly tento ukazatel minimálně desetkrát.

Čeho se bojí bakterie?

Taková účinnost se dosahuje především díky schopnosti bakteriochlorinů mocně pohlcovat světlo a předávat energii kyslíku v organismu. Rychlý zánik bakterií je zajištěn působením právě aktivní formy kyslíku „nabité“ energií z fotosenziblizátoru.

Za druhé mají bakteriochloriny v roztoku kladný elektrický náboj, což podle nejnovějších průzkumů zvyšuje účinnost vlivu fotosenzibilizátorů na bakterie jak ve volném stavu, tak v podobě konglomerátu mikroorganismů.

Za třetí, bakteriochloriny výborně pohlcují světlo v blízkém infračerveném rozsahu. Vědci vysvětlili, že se v této části spektra nachází takzvané „okno průhlednosti biologické tkáně,“ tedy světlo s takovou dlouhou vlnou je s to pronikat do tkání organismu značně hlouběji. Navíc je v tomto rozsahu snížené světelné pohlcování pigmentů, díky čemuž bude na aktivaci fotosenzibilizátoru vyzařováno značně víc energie.

„Pokusy ukázaly velkou efektivitu bakteriochlorinů na kmenech bakterií odolných vůči antibiotikům, přičemž to byly jak méně agresivní grampozitivní bakterie, tak agresivnější gramnegativní. Vážně to zvyšuje naše šance na úspěch v reálné klinické činnosti,“ poznamenala aspirantka Inženýrského fyzikálního ústavu biomedicíny MEPhI Jekatěrina Achljustinová.

Budiž světlo

Nejperspektivnější sférou použití antibakteriální FDT je léčení těžkých a dlouho se nehojících infikovaných ran a popálenin, míní vědci z MEPhI. Podle jejich slov je tento způsob nejen schopný urychlit uzdravení, ale také zajistí dobrý kosmetický účinek.

„V dnešní etapě zkoušek se tyto sloučeniny již dají použít v technických účelech, například na kvalitní dezinfekci povrchů v nemocnicích. Doufáme, že pak bude na základě bakteriochlorinů vyvinut přípravek pro lékařství a veterinářství,“ řekla Achljustinová.

Jedním z problémů je podle vědců v rozvoji způsobu FDT agregace fotosenzibilizátoru a tedy vznik „chomáčků“ látky, jež podstatně snižují účinnost léčby. Odborníci z MEPhI vedou aktivní výzkum pro boj s tímto jevem.

Při vývoji nových fotosenzibilizátorů je podle vědců nutné pečlivě prozkoumat stabilitu a fotodynamické vlastnosti syntetizovaných sloučenin. Později to umožní správně určit dávku přípravků pro vývoj léčivé formy nových sloučenin. Hlavním v účinnosti FDT je určit potřebnou koncentraci látky a potřebnou dávku záření.

Vědci již patentovali chemické sloučeniny, jež používají jako fotosenzibilizátory. Příští úkol spočívá v spektroskopickém průzkumu stabilních sloučenin bakteriochlorinů s minimální agregací, a také příprava na pokusy na orgánech a tkáních pokusných zvířat a lidí.