Учёные Сибирского федерального университета (СФУ) совместно с коллегами из Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) протестировали новые вещества с антибактериальной активностью, поместив их в частицы из биоразлагаемого биополимера. По словам исследователей, разработка поможет создать новые лекарственные средства для борьбы с распространёнными бактериальными инфекциями. Ожидается, что они станут рабочей альтернативой в условиях усиливающейся резистентности возбудителей к традиционным антибиотикам.
Появление и широкое распространение бактерий с множественной лекарственной устойчивостью уже вызывает значительные сложности в области здравоохранения. Одной из главных проблем XXI века, по прогнозам медиков, стал поиск и разработка фармацевтических препаратов, способных эффективно бороться с бактериальными инфекциями и прийти на смену «классическим» антибиотикам, которые в некоторых случаях уже не справляются со своей ролью.
Научный коллектив из ПНИПУ синтезировал новое соединение с антипирильным фрагментом (отвечающим за противовоспалительное действие), обладающее антибактериальной активностью, после чего исследователи поместили его в микро- и наночастицы биоразлагаемого биопластика, чтобы обеспечить его пролонгированное высвобождение в биологических средах.
«Мы получили микро- и наночастицы, правильной сферической формы, средний диаметр 1350–5763 нм (для микрочастиц) и 553–745 нм (для наночастиц). Включение действующего вещества в полимерный носитель осуществляли двумя методами: распылительным высушиванием и испарением растворителя из эмульсии. Изучили, как вещество распределятся в микро- и наночастицах (внутри или на поверхности), поскольку основным преимуществом носителя из биоразлагаемого биопластика является контролируемое пролонгированное высвобождение «запертых» внутри него действующих веществ», – рассказал соавтор исследования ассистент кафедры органической и аналитической химии СФУ Сергей Липайкин.
По словам инженера-исследователя лаборатории биотехнологии новых биоматериалов СФУ Алексея Дорохина, следующим шагом стала проверка биосовместимости получившегося «прототипа» лекарства с клетками животных и человека.
«На специально выращенных в лаборатории культурах клеток (крови и мышц животных и человека) мы посмотрели, как поведут себя наши микро- и наночастицы. Негативного влияния на клетки они не оказали, зато продемонстрировали высокую биосовместимость и способность медленно высвобождать помещённое в них лекарственное вещество. В отличие от традиционных лекарственных средств, которые «ударяют» высокими дозами действующего вещества по всему организму и требуют порой трёхкратного приёма в одно и то же время, медикаменты на основе таких частиц будут действовать более щадящим образом и поддерживать стабильный уровень антибактериального вещества в организме пациента в течение суток или даже недели», – объяснил учёный.
Особым достоинством нового препарата, полученного на основе биоразлагаемых нано- и микрочастиц, может стать его химическая структура. Она делает его не похожим на большинство существующих в настоящее время антибиотиков.
«Бактерии эволюционируют, как любые организмы. Они научились из-за широкого и порой бесконтрольного применения антибиотиков разрушать и «выплёвывать» известные для них структуры и не пускать их в свои клетки – с этим связана проблема антибиотикорезистентности. Новая лекарственная форма им «неизвестна», поэтому она может стать альтернативой для случаев, когда привычный антибиотик не справляется с заболеванием или осложнениями бактериальной инфекции», – подчеркнул Алексей Дорохин.
Младший научный сотрудник лаборатории биотехнологии новых биоматериалов СФУ Галина Рыльцева сообщила, что протестированные виды биоразлагаемого биополимера более десяти лет исследуются в лаборатории и уже неоднократно доказали свою безвредность и для человека, и для окружающей среды.
«По сути, мы делаем микро- и наноразмерные «контейнеры», в которые помещаем действующее вещество. И материал этих «контейнеров» точно не вредит ни человеку, ни животному, если предположить гипотетическое использование в ветеринарии. Важно было понять, как данное антибактериальное вещество соединится с нашими биопластиками, как оно будет высвобождаться из частиц на их основе, не утратит ли своих свойств. На все эти вопросы мы получили актуальные ответы. Следующим шагом можно убедиться, так ли эффективно это вещество в биополимерных «капсулах» по отношению к болезнетворным грибам, например», - сказала Галина Рыльцева.
Исследование проведено при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, проект № FWES-2026-0006.
Результаты исследования опубликованы в "Journal of Polymers and the Environment "
Источник: Минобрнауки России
