Массовое использование антибиотиков на любой чих и наполнение животных антибиотиками привело к угрожающей ситуации: бактерии стали устойчивыми к антибиотикам. Это означает, что когда-нибудь легко излечимые болезни снова становятся неизлечимыми смертельными болезнями. Вот здесь и появляется новый пластырь. Обычным электрическим ударом это биоэлектронное устройство может предотвратить бактерии, которые наносят нам вред через нашу кожу.
Прорыв совершили исследователи из Чикагского университета и Калифорнийского университета в Сан-Диего. В статье команда подробно описала, как устройство понижает активность вредных генов в инфекционных бактериях и сдерживает их рост.
Исследование было успешно проведено с использованием бактерии под названием Staphylococcus epidermidis на свиной коже. Это распространенная бактерия, известная тем, что вызывает внутрибольничные инфекции. Если устройство может влиять на различные типы бактерий, мы могли бы рассматривать новое безмедикаментозное лечение бактериальных инфекций, устойчивых к антибиотикам.
Благодаря своему исследованию исследователи обнаружили, что некоторые бактерии «выборочно» относятся к среде, в которой они проявляют возбудимость, то есть реагируют на внешние раздражители. Они обнаружили, что Staphylococcus epidermidis становится электрически возбуждающимся под здоровой кожей, которая является кислой средой.
Вооружившись этими знаниями, они начали демонстрировать свои открытия с бактерией на свиной коже с помощью гибкого пластыря, который они назвали биоэлектронной локализованной антимикробной стимуляционной терапией, или – BLAST. Также создавали кислую среду на коже с помощью гидрогеля.
Для этого исследования биоэлектронный пластырь наносили на свиную кожу вместе с гидрогелем для создания кислой среды для бактериальной возбудимости.
Отправка через пластырь слабого электрического сигнала в 1,5 вольта – гораздо ниже безопасного лимита в 15 вольт для человека – в течение 10 секунд каждые 10 минут в течение 18 часов остановило 99% скопления образующихся бактерий. После 18-часового цикла на обработанном образце кожи было почти в 10 раз меньше клеток S. epidermidis по сравнению с необработанным образцом.
Это может быть большой победой для лечения инфекции еще по нескольким причинам. Помимо работы с устойчивыми к антибиотикам бактериями, он может свести на нет потребность в антибиотиках для определенных видов инфекций, то есть его можно будет развернуть в отдаленных районах, где лекарства трудно доставлять регулярно. Кроме того, небольшой пластырь обеспечивает целенаправленное лечение небольшого участка кожи, что может снизить вероятность потенциальных побочных эффектов.
Как и следовало ожидать, в этой сфере много работы. «Открытие этой селективной возбудимости поможет нам узнать, как контролировать другие виды бактерий, глядя на разные условия», — отметил первый автор Саэхюн Ким из Чикагского университета.
Старший соавтор Божий Тиан, также из Чикагского университета, пояснил, что есть возможность разработать патч с беспроводной схемой для контроля инфекций без лекарств и дополнительно изучить эффективность этого лечения.
По данным Всемирной организации здравоохранения, резистентность бактерий к антибиотикам была непосредственной причиной 1,27 миллиона смертей во всем мире в 2019 году. Это означает, что это лечение потенциально может помочь предотвратить серьезные заболевания, вызванные устойчивыми к антибиотикам бактериями, и спасти жизнь.
