Самосастављајуће пептидне нанофибриле створене за борбу против интрацелуларних бактеријских инфекција

Истраживачи су развили нови тип самоорганишућих пептидних нанофибрила са јединственим својствима која им омогућавају да ефикасно уништавају интрацелуларне патогене бактерије. Резултати ове важне студије објављени су у часопису Science Advances.

Која је суштина новог приступа?

Унутрашње ћелијске бактерије представљају озбиљан медицински изазов јер се крију од имуног система и често су отпорне на традиционалне антибиотике. Да би превазишли ове изазове, група научника коју је предводио др В. Ју развила је пептидне молекуле способне да се самоорганизују у стабилне нанофибриле и поседују изражену антимикробну активност.

Пептиди су пажљиво дизајнирани са специфичним балансом хидрофобних и хидрофилних аминокиселинских остатака. Управо тај дизајн им омогућава да спонтано формирају влакнасте структуре назване нанофибрили. Ове структуре су стабилне у биолошким срединама и отпорне на ензимску разградњу, што значајно повећава њихов терапеутски потенцијал.

Механизам деловања нанофибрила

Истраживачи су показали да самоорганишуће нанофибриле:

1. Они ефикасно продиру у заражене ћелије, заобилазећи ћелијске баријере, захваљујући оптимизованој комбинацији наелектрисаних и хидрофобних аминокиселина.
2. Они доспевају у интрацелуларни простор где се налазе бактеријски патогени, укључујући и резистентне сојеве.
3. Они нарушавају интегритет бактеријских мембрана, што доводи до њихове брзе смрти.

Важна карактеристика нових нанофибрила је да имају изражену активност унутар заражених ћелија, док конвенционални антибиотици тешко допиру до таквих бактерија и мање су ефикасни.

Детаљи и резултати истраживања

Експерименти су спроведени на ћелијским културама инфицираним интрацелуларним бактеријским патогенима (нпр. Listeria monocytogenes). Тестови су открили:

• Висока антимикробна ефикасност нових пептида против интрацелуларних патогена.
• Минимална токсичност за ћелије домаћина, што показује њихову безбедност за потенцијалну употребу.
• Отпорност на разградњу од стране телесних ензима, што омогућава употребу нанофибрила у облику терапијских лекова са продуженим дејством.

Даља истраживања коришћењем електронске микроскопије потврдила су формирање нанофибрила, а биохемијске анализе су показале да су ове структуре стабилне и да имају стабилне физичко-хемијске карактеристике.

Практични значај открића

Развијени нанофибрили представљају обећавајућу алтернативу традиционалним антибиотицима, посебно у борби против инфекција које је тешко лечити. Могу се користити:

• За лечење интрацелуларних инфекција, укључујући резистентне сојеве бактерија против којих су многи антибиотици неефикасни.
• Као основа за испоруку других лекова у ћелије, због њихове способности да продру у ћелијске мембране.
• Као део комплексне терапије за тешке заразне болести као што су туберкулоза, бруцелоза, салмонелоза и друге болести изазване интрацелуларним патогенима.

Овај приступ се такође може прилагодити за стварање нових материјала и премаза са антимикробним својствима за превенцију болничких инфекција.

Будући планови и изгледи

У будућности, истраживачи планирају да наставе тестирање на животињским моделима како би потврдили ефикасност и безбедност нанофибрила у живим организмима. Поред тога, у току је рад на оптимизацији структуре пептида за још ефикасније деловање против различитих сојева интрацелуларних бактерија.

Дакле, стварање самоорганишућих пептидних нанофибрила отвара потпуно нови правац у развоју антибиотика и биомедицинских материјала. Приступ заснован на контролисаном самоорганизовању пептида показује значајан потенцијал за медицину будућности, посебно у светлу раста резистенције на антибиотике и нових изазова заразних болести.