НАНОТЕХНОЛОГИИ В ЛЕЧЕНИИ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ИНФЕКЦИЙ

Проблема антибиотикорезистентности становится все более актуальной во всем мире. Всемирная организация здравоохранения 29 января 2018 г. опубликовала первые данные эпиднадзора об устойчивости к противомикробным препаратам, свидетельствующие о высоком уровне устойчивости к антибиотикам ряда серьезных бактериальных инфекций в странах как с высоким, так и с низким уровнем доходов. Самые распространенные резистентные бактерии – Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Staphylococcus aureus и Streptococcus pneumoniae, Salmonella spp. Что касается возбудителей внутрибольничных инфекций, то, по данным НИИ антимикробной химиотерапии ФГБОУ ВО СГМУ Минздрава России, существенную опасность представляет рост резистентности к антибиотикам четырех наиболее проблемных бактерий – Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii, Klebsiella Pneumoniae, Staphylococcus aureus [1].

Инфекции, вызванные резистентными штаммами микроорганизмов, отличаются более тяжелым течением, чаще требуют госпитализации и увеличивают продолжительность пребывания в стационаре, а также ухудшают прогноз для пациентов. При неэффективности стартовой антибиотикотерапии врачи используют альтернативные препараты с более высокой стоимостью, менее эффективные и менее безопасные для организма человека.

Альтернативой антибиотикотерапии явилась таргетная терапия. Возможность применения различных наночастиц для доставки лекарственных веществ в целевые клетки/органы широко изучается на протяжении последних десятилетий. Данная терапия подразумевает использование в качестве носителей препарата частицы размером до 1000 нм. При антибиотикотерапии наиболее эффективным является использование наночастиц размером от 100 до 500 нм, так как они обладают оптимальной удельной поверхностью для удерживания лекарственных веществ. Включение лекарственных веществ в наночастицы осуществляется посредством физической инкапсуляции, адсорбции или химической конъюгации, что заметно улучшает фармакологическое свойство препарата по сравнению с традиционными лекарственными формами. Частицы способны доставлять включенные в них лекарственные препараты в макрофаги, которые зачастую являются нишей для выживания патогенных микроорганизмов при внутриклеточных инфекциях. Попав в кровеносное русло, наночастицы следуют по пути частиц чужеродных микроорганизмов. После фагоцитоза макрофаг, наночастицы и патогенные микроорганизмы оказываются в фагосомах, которые, в свою очередь, сливаются с лизосомами, образуя фаголизосомы. В этих внутриклеточных органеллах микроорганизмы подвергаются инактивации под действием лизосомальных ферментов. Однако многие микроорганизмы могут избегать переваривания в макрофагах, «ускользая» из фагосом, ингибируя слияние фагосом и лизосом, препятствуя действию лизосомальных ферментов или противодействуя оксидативным и неоксидативным киллерным механизмам. Таким образом, в случае внутриклеточных инфекций макрофаги являются мишенью для антибиотикотерапии.

Результаты многочисленных исследований свидетельствуют о том, что при внутривенном введении препарата с наночастицами, в которые заключены антибиотики, его концентрация в клетках значительно выше, чем концентрация препарата при его традиционном введении.

Взаимодействие наночастицы с макрофагом происходит в несколько стадий: хемотаксис и контакт частицы с фагоцитом; инвагинация клеточной мембраны с дальнейшим захватом частицы; образование фагосомы; слияние фагосомы с лизосомой, образование фаголизосомы; деградация частицы под действием лизосомальных ферментов; формирование остаточного тела; выведение остаточного тела из клетки.

Антибиотик в наночастице может доставляться в клетку следующими путями:

• при помощи слияния мембраны и выделения лекарственного вещества в клетку;
• при адсорбции наночастицы на клеточной мембране и выделении антибиотика вблизи клетки, образуя депо [2].

Таким образом, фармацевтические нанотехнологии предоставляют альтернативу традиционной антибиотикотерапии, решая проблему резистентности микроорганизмов, в том числе и в гнойной хирургии. Способность наночастиц доставлять антибиотик в клетки-мишени (макрофаги) позволяет повысить их эффективность и селективность действия. Гибкость технологии обеспечивается разнообразием материалов, применяемых для формирования наноразмерных носителей, включая природные и синтетические полимеры. Разнообразие наночастиц позволяет не только инкапсулировать лекарственные вещества с разными физико-химическими свойствами, но и создавать наносомальные формы для разных путей введения лекарственных веществ. Можно смело предположить, что разработка наноразмерных форм антибиотиков займет свое место в этой сфере и станет ресурсосберегающей альтернативой поиску новых молекул, поможет оптимизировать параметры известных лекарственных субстанций и придаст им новые свойства.

Список литературы:

1. М.Б. Паценко, В.Ю. Балабаньян, С.Э. Гельперина. Вестник новых медицинских технологий, электронный журнал – 2018 – N 1, с. 131-140
2. Wohlfart S, Gelperina S, Kreuter J. Transport of drugs across the blood-brain barrier by nanoparticles. J. Controlled Release. 2012;161:264-73