Всё сочувствие, на которое мы решились
 

Затаившихся хламидий убивают наночастицами

Патогенные микробы часто умеют прятаться внутри наших клеток, где их не могут достать ни иммунитет, ни антибиотики. Конечно, сама заражённая клетка способна почувствовать, что в ней живёт кто-то неприятный, но и для этого случая у бактерий есть маскировочные фокусы.

Затаившихся хламидий убивают наночастицами
Клетка человека с хламидиями, образовавшими бактериальное включение

Например, так ведёт себя хламидия Chlamydia trachomatis, поражающая преимущественно мочеполовую систему. У хламидий есть несколько жизненных форм, которые меняются в зависимости от обстоятельств. Вне клетки они выглядят как мелкие сферические образования размером 0,2–0,4 микрометра с толстой клеточной стенкой — так называемые элементарные тельца. Внутри клетки элементарные тельца трансформируются в ретикулярные тельца, которые крупнее в несколько раз; хламидии в состоянии ретикулярных телец активно делятся и уязвимы для лекарств. Но если начать применять антибиотики, ретикулярные тельца хламидий превращаются в латентную форму — аберрантные тельца. В таком виде обмен веществ у них находится на минимуме, и потому антибиотики не могут им повредить.

Но антибиотик не единственное, что может испортить жизнь бактериям. Есть вещества, которым всё равно, идёт ли обмен веществ в клетке или нет. Например, соединения, генерирующие много активных форм кислорода — сильных окислителей, которые будут повреждать бактериальные молекулы вне зависимости от того, в какой форме находится бактерия.

Сотрудники Московского физико-технического института (МФТИ) вместе с коллегами из Центрального НИИ туберкулёза и других научных центров России и Франции в качестве антибактериального агента использовали краситель метиленовый синий. Если облучить его светом определённой длины волны, метиленовый синий простимулирует окислительный стресс для бактерии; произойдёт то, что называется фотодинамической инактивацией патогена.

Однако лекарство нужно доставить внутрь клетки, причём оно должно не просто пройти через наружную клеточную мембрану, но и найти внутри клетки путь до бактерии, и ещё удержаться внутри клетки достаточно долго, чтобы успеть подействовать. Для доставки метиленового синего использовали металл-органические каркасные наночастицы: в них атомы металла (или кластеры атомов) соединены органическими перемычками; в отверстия образовавшейся пространственной решётки помещают нужные молекулы. В данном случае наночастицы были сделаны из железа и тримезиновой кислоты; такие частицы малотоксичны, стабильны в воде и биоразложимы, и самое главное, их готовы поглощать живые клетки. Эксперименты ставили с иммунными макрофагами, в которых «спящие» хламидии образовывали скопления-включения. Наночастицы концентрировались именно в хламидийных включениях, так что те кислородные радикалы, которые появлялись благодаря лекарству, действовали только на бактерий. (Радикалы долго не живут, и потому у них не было никакого шанса уйти от бактерий, скопившихся в цитоплазме, и добраться, например, до клеточного ядра с хромосомами.)

В статье в ACS Infectious Diseases говорится, что в заражённых макрофагах все бактерии после появления наночастиц инактивировались, причём железо, входящее в каркас частиц, ещё сильнее стимулировало появлении радикалов-окислителей. Незаражённым клеткам наночастицы никак не вредили. В перспективе такой метод может помочь в борьбе с латентными инфекциями, причём не только хламидийными: в латентной форме в клетках может жить туберкулёзная Mycobacterium tuberculosis и Listeria monocytogenes, вызывающие листериоз.

Ссылка на источник