Корейские ученые придумали, как лечить сепсис нанотехнологиями

Корейские ученые обнаружили способ справиться с сепсисом, не прибегая к антибиотикам. Они выяснили, что наночастицы церия, легированные цирконием, действуют как эффективные антиоксиданты. И это значительно повышает показатели выживаемости при сепсисе: такое лекарство действует, как огнетушитель при пожаре. 

Группа исследователей из Сеульского Национального университета разработали новый препарат, который поможет справиться с сепсисом без использования антибиотиков. Его действие основано на связывании кислородных радикалов, которые выделяются в процессе иммунного ответа организма на воздействие локальной инфекции. Особенность сепсиса заключается в том, что в результате воздействия сильного окислителя возникает лавинообразная гибель клеток и стремительное распространение воспаления на соседние органы и весь организм в целом. Новый препарат, по словам корейских ученых, останавливает разрушительный процесс воздействия кислорода, открывая путь к новым схемам лечения сепсиса.

Это открытие является особенно актуальным в свете того, что в последнее время антибиотики все чаще становятся неэффективными при лечении некоторых заболеваний из-за роста резистентности бактерий к их действию. Поэтому ученые решили обратить свое внимание не на лекарства, которые должны справляться с возбудителями воспаления, а на сам воспалительный процесс.

В основе открытия лежит обычная химическая реакция нейтрализации свободных радикалов кислорода. Диоксид циркония может быстро забирать электроны от церия в процессе взаимодействия двух металлов. При этом церий, действуя как активный восстановитель с зарядом +3, присоединяет свободные радикалы кислорода, превращаясь супероксидный анион. Фактически это означает, что церий горит быстрее останков клеток, отбирает у них кислород и не дает реакции самоуничтожения клеток распространяться лавинообразно.

В живых клетках этот процесс протекает при соблюдении двух условий.

Первое условие: правильное сочетание размера и природы наночастиц. В рамках исследования использовали частицы размером два нанометра. И покрыты они были гидрофильной оболочкой из фосфолипидов, связанных с полиэтиленгликолем. Это сделало частицы растворимыми, позволив им проникать в клетку и задерживаться в ней.

Второе условие: ионы церия должны быть доступны на поверхности наночастиц. И после реакций они должны восстанавливаться. Этому способствовало применение определенного количества ионов циркония.

По словам авторов исследования, наночастицы эффективно препятствовали самоиндукции воспалительных реакций в двух моделях сепсиса — в клеточных культурах и на грызунах. С помощью флуоресцентной микроскопии ученые определили, что наночастицы скапливались в органах, где отмечались активные иммунные процессы — и там они вполне успешно ликвидировали активные формы кислорода, значительно повысив выживаемость крыс и мышей, участвовавших в эксперименте. Ученые надеются, что этот метод станет успешной альтернативой лечения последствия сепсиса в случаях, когда антибиотикотерапия не дала результатов.

Напомним, что согласно рекомендациям ВОЗ, Минзрав РФ предлагает ограничить применение антибиотиков для предупреждения развития антибиотикорезистентности у болезнетворных микроорганизмов. Как отмечается в пояснительной записке, целями ограничения являются «повышение эффективности профилактики и лечения инфекционных и паразитарных болезней человека, животных и растений, снижение тяжести и длительности течения этих заболеваний, снижение смертности среди населения, гибели животных и растений, связанных с распространением устойчивости». Открытие корейских ученых открывает новые пути к победе над болезнями, вызываемыми антибиотикорезистентными микроорганизмами.