Одиночная кислородная батарея для фототерапии глубоких инфекций

Растет число устойчивых к антибиотикам бактерий. Страшные «больничные патогены», устойчивые ко многим лекарствам, таким как метициллин, часто безвредны для здоровых людей. золотистый стафилококк MRSA использует недавние хирургические травмы или раны для проникновения в организм. Это также влияет на пациентов с ослабленным иммунитетом. Иногда нет никакого лечения, потому что антибиотики не эффективны.

Одной из перспективных альтернатив является антибактериальная фотодинамическая терапия, которая уже широко применяется в стоматологии. В этом методе облучается активируемое светом вещество (фотосенсибилизатор), вызывающее фотодинамическую реакцию, в результате которой образуется репрессивный кислород (¹а₂), возбужденная форма кислорода. В отличие от антибиотиков, это вещество одновременно атакует несколько жизненно важных молекулярных участков бактерий. Он прост в использовании, безопасен, безболезнен и, как правило, не имеет побочных эффектов. К сожалению, это было полезно только при поверхностных инфекциях, потому что необходимый свет проникает в ткань всего на несколько миллиметров. Кроме того, более глубокие слои тканей также не имеют достаточного количества кислорода для эффективного лечения.

Группа под руководством Бингран Ю и Фу-Цзянь Сюй из Пекинского химико-технологического университета разработала новый подход к фототерапии: «единую кислородную батарею», которую можно использовать для борьбы с глубокими бактериальными инфекциями, поскольку она не требует ни света, ни внешнего кислорода.

Превращение кислорода в реактивный одиночный кислород сначала происходит при облучении в присутствии светоулавливающей молекулы (фотосенсибилизатора). Аккумулятор «заряжен» синглетным кислородом. Эта «батарейка» состоит из специального кольца из шести атомов углерода, содержащего азот (пиридон), который прочно связывается с синглетным кислородом. Молекула реактивного кислорода соединяет две противоположные головки кольца (эндопероксид). Связанный кольцом пептид «распознает» специфически бактерии MRSA, поэтому молекулярные батареи накапливаются вокруг и внутри бактерий и постоянно выделяют свой единственный кислород. Таким образом, бактерии одновременно атакуют множество различных участков, включая мембрану, ДНК, ферменты и другие белки. Это делает развитие резистентности практически невозможным. Было показано, что при введении мышам через небулайзер одиночная кислородная батарея очень эффективна при лечении легочных инфекций, вызванных бактериями MRSA. Системных побочных эффектов не наблюдалось.