Масове використання антибіотиків на будь-який чих та наповнення тварин антибіотиками призвело до загрозливої ситуації: бактерії стали стійкими до антибіотиків. Це означає, що колись легко виліковні хвороби знову стають невиліковними смертельними хворобами. Ось тут і з’являється новий пластир. Звичайним електричним ударом цей біоелектронний пристрій може запобігти бактеріям, які завдають нам шкоди через нашу шкіру.
Прорив зробили дослідники з Чиказького університету та Каліфорнійського університету в Сан-Дієго. У статті команда детально описала, як пристрій знижує активність шкідливих генів в інфекційних бактеріях і стримує їх ріст.
Дослідження було успішно проведено з використанням бактерії під назвою Staphylococcus epidermidis на свинячій шкірі. Це поширена бактерія, відома тим, що викликає внутрішньолікарняні інфекції. Якщо пристрій може безпечно впливати на різні типи бактерій, ми могли б розглядати нове безмедикаментозне лікування бактеріальних інфекцій, стійких до антибіотиків.
Завдяки своєму дослідженню дослідники виявили, що деякі бактерії «вибірково» ставляться до середовища, в якому вони проявляють збудливість, тобто реагують на зовнішні подразники. Вони виявили, що Staphylococcus epidermidis стає електрично збудливим під здоровою шкірою, яка є кислим середовищем.
Озброївшись цими знаннями, вони почали демонструвати свої відкриття з бактерією на свинячій шкірі за допомогою гнучкого пластиру, який вони назвали Біоелектронна локалізована антимікробна стимуляційна терапія, або – BLAST. Також створювали кисле середовище на шкірі за допомогою гідрогелю.
Для цього дослідження біоелектронний пластир наносили на свинячу шкіру разом із гідрогелем для створення кислого середовища для бактеріальної збудливості.
Надсилання через пластир слабкого електричного сигналу в 1,5 вольта – набагато нижче безпечного ліміту в 15 вольт для людини – протягом 10 секунд кожні 10 хвилин протягом 18 годин зупинило 99% скупчення бактерій, які утворюються. Після 18-годинного циклу на обробленому зразку шкіри також було майже в 10 разів менше клітин S. epidermidis порівняно з необробленим зразком.
Це може бути великою перемогою для лікування інфекцій ще з кількох причин. Крім роботи зі стійкими до антибіотиків бактеріями, він може звести нанівець потребу в антибіотиках для певних видів інфекцій, тобто його можна буде розгорнути у віддалених районах, де ліки важко доставляти регулярно. Крім того, невеликий пластир забезпечує цілеспрямоване лікування невеликої ділянки шкіри, що може зменшити ймовірність потенційних побічних ефектів.
Як і слід було очікувати, у цій сфері ще багато роботи. «Відкриття цієї селективної збудливості допоможе нам дізнатися, як контролювати інші види бактерій, дивлячись на різні умови», — зазначив перший автор Саехюн Кім з Чиказького університету.
Старший співавтор Божі Тіан, також з Чиказького університету, пояснив, що є можливість розробити патч із бездротовою схемою для контролю інфекцій без ліків і додатково вивчити ефективність цього лікування.
За даними Всесвітньої організації охорони здоров’я, резистентність бактерій до антибіотиків була безпосередньою причиною 1,27 мільйонів смертей у всьому світі в 2019 році. Це означає, що це лікування потенційно може допомогти запобігти серйозним захворюванням, спричиненим стійкими до антибіотиків бактеріями, і врятувати життя.
