Руски учени предложиха да се унищожават устойчиви на лекарства и пасивни форми на микобактерии - причинителите на туберкулоза - с помощта на жълта светлина. Неактивните патогени са нечувствителни към всички известни антибиотици и поради това често остават в белите дробове на пациентите дори след лечение и причиняват рецидиви на заболяването. Експериментите показват, че новият подход може да унищожи 99,99% от бактериите само за 30 минути облъчване със светлина с дължина на вълната 565 нанометра. Резултатите от проучването, подкрепено от грант от Руската научна фондация (RSF), бяха публикувани в списание Scientific Reports.

Учени от Федералния изследователски център „Основни принципи на биотехнологиите“ на Руската академия на науките и Централния изследователски институт по туберкулоза са измислили как да се справят с латентни и нечувствителни към антибиотици форми на Mycobacterium tuberculosis, които причиняват заболяването. Облъчването на бактерии с жълта светлина с дължина на вълната 565 нанометра е много подходящо за тази цел.

Както обясниха експертите, фактът е, че почиващите клетки на патогена синтезират и натрупват голямо количество порфирини - азотсъдържащи пигменти, чието наличие е доказано със съвременни методи за молекулен анализ. Тези съединения са силно чувствителни към светлина и, когато са изложени на нея, генерират реактивни кислородни видове - частици, които могат да увредят протеините и ДНК. Ето защо авторите предполагат, че порфирините, които се натрупват в микобактериалните клетки, могат да се използват като молекулярни оръжия срещу самите бактерии.

„Експериментите са доказали, че ефективността на предложения подход достига 99,99%, така че той потенциално може да се използва в клиничната практика за унищожаване както на неактивни огнища на туберкулоза в белите дробове на човека, така и на причинителя на заболяването с множествена лекарствена резистентност. Предстои обаче да тестваме този метод върху лабораторни животни,” Маргарита Шлеева, ръководител на проекта, подкрепен с грант от Руската научна фондация, доктор на биологичните науки, ръководител на лабораторията по биохимия на стреса на микроорганизмите във Федералния изследователски център „Фундаментални основи на биотехнологията“ на Руската академия на науките, каза Известия.

Както казаха учените, опасността от латентна туберкулоза се е увеличила през последните години поради факта, че инфекцията с COVID-19 често води до „събуждане“ на микобактерии, които в значителна част от случаите се оказват резистентни към лекарства. Затова учените търсят начини за борба с пасивните и нечувствителни към антибиотици форми на патогена.

За да проверят хипотезата си, изследователите са получили покойни форми на Mycobacterium tuberculosis в лабораторията и са измерили количеството порфирини в техните клетки. Оказало се, че нивото на тези молекули е шест пъти по-високо от характерното за активните бактерии. Освен това учените са успели изкуствено да повишат нивото на порфирини в клетките 85 пъти чрез добавяне на 5-аминолевулинова киселина, прекурсор на порфирините, към средата, върху която растат микобактериите.

След това авторите са получили екстракти от клетки на Mycobacterium tuberculosis и са определили дължините на вълните, при които разтворът абсорбира максимално количество светлина. Учените избраха стойност от 565 нанометра, съответстваща на най-чувствителния към светлина цинков порфирин, и облъчиха покойните култури от микобактерии със светлина с тази дължина на вълната.

В резултат на 30-минутния експеримент 99,99% от патогените умират, което не може да се постигне с никакви антибиотици, дори и в случай на активно развиващи се микобактерии. Същият ефект върху активните форми на бактерии обаче няма ефект, тъй като те практически не натрупват порфирини.

Разработеният подход може да се използва в клиничната практика за лечение на туберкулоза, доставяйки светлина с необходимата дължина на вълната до местата на заболяването чрез световоди, смятат авторите на проекта. По-специално, за тази цел ще бъде възможно да се използва фиброоптичен бронхоскоп - гъвкава тънка тръба, която позволява на лекаря да изследва огнищата на заболяването в белите дробове почти безболезнено за пациента. В същото време може да бъде интересен подход, основан на използването на гъвкави органични светодиоди като източници на светлина, добавиха разработчиците.

Проведените изследвания показват бактерицидни и бактериостатични ефекти на светлината с различна дължина на вълната, което обяснява клиничната и микробиологична ефективност на фототерапията: използването на фотоакцептори засилва ефекта. В стратегически план изучаването на потенциала на светлината и оценката на нейния ефект върху Mycobacterium tuberculosis заслужава внимание, потвърди пред Известия професорът от катедрата по микробиология на име. Медицински институт V. S. Kiktenko на университета RUDN Оксана Гизингер.

„При успешното решаване на въпроси, свързани с ефективността на светлинното облъчване, голяма роля се отдава на рационално подбраните параметри на излъчване. Дължината на вълната на радиацията, засягаща патогена, може да бъде ограничаващ фактор, тъй като първичната фотореакция е свързана с приемането на светлинни кванти от фоточувствителни молекули (хромофори) на Mycobacterium tuberculosis“, каза тя.

За съжаление значението на профилактиката и лечението на туберкулозата за Русия не намалява, то се утежни от ситуациите от минали години - когато силите и ресурсите на здравната система бяха насочени приоритетно към борбата с коронавирусната инфекция, каза Станислав Отставнов, ръководител на лабораторията за анализ на показателите за обществено здраве и цифровизация на здравеопазването в MIPT.

„Описаната технология е обещаваща и прилагането й за целите на превенцията на туберкулозата (поразяване на жълта светлина на възможни места, където се натрупват бактерии), ако е клинично и икономически осъществимо, изглежда възможно в близко бъдеще. Но за да се превърне такава технология в инструмент на фтизиатъра, в най-добрия случай ще отнеме години, защото ще трябва да се докаже безопасността и ефективността и ще трябва да се разработи дизайн, удобен за използване в клинични условия“, отбеляза експертът.

bbabo.Net