Хронічні рани – відкриті виразки чи пошкодження тканин, які не заживають довгий час природнім шляхом. Однією з причин тривалого процесу загоєння являється бактеріальна інфекція, зокрема бактерія під назвою стафілокок золотистий (Staphylococcus aureus чи S. aureus).
У багатьох випадках бактеріальна інфекція вже набула високу стійкість до антибіотиків. Антибіотикорезистентний штам стафілокока (methicillin-resistant S. aureus (MRSA)) є головною причиною внутрішньо госпітальної інфекції.
Для захисту від імунної системи й інших факторів, S. aureus ростуть колоніями і створюють навколо себе слизову оболонку, так звану біоплівку. Бар’єр біоплівки настільки товстий, що ні імунні клітини, ні антибіотики не можуть поникнути до колонії й нейтралізувати шкідливі бактерії.
Група дослідників із медичної школи UNC (США) розробила новий метод, що складається з комбінованого використання пальмітолеїнової кислоти, гентаміцину і неінвазивного ультразвуку, для покращення проникнення ліків у хронічні рани, які інфіковані S. aureus.
Слід зазначити, що клінічній практиці вже давно використовують метод очищення інфікованих ран за допомогою ультразвуку, так званий метод ультразвукового дебрідменту ран (UAW). Гнійно-некротичні маси зрошуються розчином з кавітаційними бульбашками, які виникли при проходженні через нього ультразвуку.
Внаслідок дії руйнуються і фрагментуються некротичні маси, руйнуються біоплівки, вимиваються сторонні забруднювальні елементи, при чому здорові тканини залишаються неушкодженими.
Новий метод націлений, перш за все, на боротьбу з патогенними бактеріями. Вчені зуміли зменшити рівень інфікування MRSA в рані діабетичної миші на 94%. Крім того, їм вдалось зменшити бактеріальне навантаження у контрольній групі піддослідних тварин, а в деяких випадках повністю стерилізувати хронічні рани.
Один з учасників проєкту відмічає: «Коли бактерія залишається в хронічній рані, то існує високий ризик рецидиву інфекції або розвитку вторинного інфікування. Нова терапевтична стратегія має високий потенціал в покращенні результатів лікування хронічних ран».
Біоплівки залишаються фізичним бар’єром для багатьох класів антибіотиків. Вчені поставили собі мету дізнатися, чи неінвазивний ультразвук, що викликає ефект кавітації, може створити проріху в біоплівці для проникнення ліків.
Краплини рідини, які активують ультразвуком і називають контрастним фразованим агентом, наносять безпосередньо на рану. Ультразвуковий датчик встановлюється на рану і активується. Ультразвукові хвилі генерують у рідині мікробульбашки, які швидко рухаються.
Коливання мікробульбашок механічно руйнує біоплівку. Ефект посилює збільшення потоку рідини. Поєднання руйнування біоплівки і посиленого надходження рідин дозволяє входити в вогнище інфекції ліків і загибель патогенних бактерій.
Розробники кажуть: «Мікробульбашки і фазований контрастний агент діють як локальні підсилювачі ультразвуку, дозволяють точно впливати на зону враження, що не можливо при сучасних методах ультразвукового очищення ран. Ми надіємось, що подібним чином можна буде доставляти хіміопрепарати при лікуванні злоякісних пухлин тощо».
Коли бактеріальні клітини знаходяться у біоплівці, то мають значне обмеження в доступі кисню і поживних речовин. Для збереження ресурсів і енергії вони впадають у сплячий стан. Бактерії у такому стані відомі під назвою «сплячим персистером» і надзвичайно стійкі до антибіотиків.
Вчені використали гентаміцин, антибіотик широкого спектра дії, до якого вже виробилась стійкість у S. Aureus, і має низьку ефективність проти сплячих персистерів. Також в експерименті використали допоміжний засіб - пальмітолеїнову кислоту
Пальмітолеїнова кислота, ненасичена жирна кислота, має сильні антибактеріальні властивості й виробляється організмом людини. Жирна кислота вбудовується у мембрану бактеріальної клітини і сприяє успішному проникненню антибіотика у клітину S. Aureus, що знищує навіть сплячі клітини, які стійкі до антибіотиків.
Розробники стверджують, що їх методику лікування хронічних ран чекає велике майбутнє. Оскільки, приймання системних антибіотиків, внутрішньовенно чи через рот, дуже ефективний, але мають великі ризики пов’язані з інтоксикацією організму, дисбактеріозу і виникненню стійких штамів. А нова методика дозволить локально використовувати великі дози антибіотиків без значних побічних ефектів.
Підписуйтесь на наш Telegram канал Enigma