Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рисунок 1. Массив нанопалочек металлического золота (TEM, размер метки 100 нм) и спектр их поглощения.
Рисунок 2. Синегнойная палочка и наночастицы золота: А – без антител; В – нанопалочки конъюгированы с антителами к P.aeruginosa, благодаря чему прикрепляются к бактерии (ТЕМ, размер метки 500 нм).
Рисунок 3. Синегнойная палочка и наночастицы золота: до облучения бактерии живы (зеленое окрашивание); после облучения в ближнем инфракрасном диапазоне большинство клеток разрушены (красное окрашивание).

Там, где антибиотики бессильны

Ключевые слова:  золотые наночастицы, периодика, фотодинамическая терапия

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

14 декабря 2007

Фототермическое разрушение клеток в настоящее время является перспективным направлением как при терапии рака, так и в лечении инфекционных заболеваний. Суть явления такова: наночастицы золота имеют максимум поглощения в ближней инфракрасной области, и при облучении соответствующим светом сильно разогреваются. Если они при этом находятся внутри или вокруг каких-либо клеток (чего можно добиться путем конъюгации золотых частиц с антителами или другими молекулами), то эти клетки погибают.

При лечении инфекционных заболеваний всё более актуальной становится проблема устойчивости патогенных организмов к антибиотикам. Например, синегнойная палочка Pseudomonas aeruginosa, широко распространенный и довольно неприятный паразит, который поражает (и часто – даже со смертельным исходом!) практически любые ткани ослабленного организма, обладает устойчивостью к очень широкому спектру антибиотиков. Некоторые штаммы этой бактерии вообще не чувствительны ни к одному из применяемых антибиотиков, поэтому обычные методы лечения оказываются недейственными.

Тут-то на помощь и могут прийти наночастицы золота и фотодинамическая терапия! Так решили исследователи из Южной Каролины, США. Ученые синтезировали золотые нанопалочки размером 68 нм в длину и 18 нм в диаметре, максимум поглощения для которых наблюдается при длине волны около 785 нм (рисунок 1), и ковалентно пришили к этим палочкам антитела к синегнойной палочке. Затем такие частицы были добавлены к клеткам (рисунок 2). Наконец, клетки облучили лазером (785 нм, 50 мВатт) в течение 10 минут. Оказалось, что результат соответствует ожиданиям: выжило лишь 25% бактерий по сравнению с необлученным образцом (рисунок 3). Таким образом, фотодинамическая терапия, по-видимому, может быть успешно применена там, где антибиотики бессильны.

Работа «Targeted Photothermal Lysis of the Pathogenic Bacteria, Pseudomonas aeruginosa, with Gold Nanorods» опубликована в Nano Letters.


Источник: ASC Publications



Комментарии
Шварев Алексей, 14 декабря 2007 23:47 
Слушайте, мы тут уже вроде обсуждали, что для введения лекарств, основанных на антителах в кровь нужно подавить иммунный ответ организма. Это как? Подхватил чел палочку или там чумку, а мы его ну кормить этими коллоидными частицами и препаратом подавлающим иммунный ответ (вроде как чел СПИДом болен)? А пациент не загнется раньше? А бактерии чего не эволюционируют? Замучаетесь искать новуe антитела.
Если бы мне понадобилось сделать антитела, не вызывающие иммунного ответа у пациента, я бы постаралась вырастить их в самом пациенте (или в культуре клеток пациента).

Кстати говоря, синегнойная палочка вроде бы живет в местах поранений, в катетерах, в верхних респираторных и мочеполовых путях. Зачем антитела в кровь? Намазал снаружи, и прекрасно.

Мне вот не очень понятно, что будет с окружающими тканями, когда разные бактерии начнут разогреваться и умирать. Боюсь, авторам статьи это тоже не очень ясно, потому что об испытаниях in vivo у них ничего не сказано даже в качестве прогноза.
Соколов Петр Сергеевич, 15 декабря 2007 14:14 
мне кажется 25% (как следует из заметки) убитых бактерий за 10 минут это слишком маленькая величина, наверника через часик другой коллония снова вырастет до прежнего размера.
Трусов Л. А., 15 декабря 2007 15:43 
25 выжило, конечно
Ага, фототермическая терапия. Не фотодинамическая (отсутствуют два критерия из трёх – сенсибилизатор и активный кислород).
ВБИ это так: лёг чел в стационар с насморком и царапиной на левом пальце задней ноги, а умер через неделю от заражения крови. И ничего нельзя сделать, потому как MRPA (multidrug-resistant Pseudomonas aeruginosa). Даже (особенно!) в крутой клинике, ибо чем круче клиника, тем больше сильнодействующих современных препаратов, тем больше шансов появление устойчивых к ним внутрибольничных штаммов. Pseudomonas spp. вообще отличаются высокой приспособляемостью, их находили даже в аптечных флаконах 10%-ного повидон-йода. Пусть уж лучше фагоциты подавятся варёными микробами, чем собственными мёртвыми клетками (+ синегнойные экзотоксины). Вот ещё одна работа по изничтожению патогенов с помощью коллоидного золота… наверняка скоро количество перерастёт в качество (практическое применение).
Очень хочется надеяться 0,6 log это конечно ерунда - но лиха беда начало
Кстати, эта "условно-патогенная" микроба заводится прежде всего в субьектах с пониженным иммунитетом (или без оного).
Я думала, что фотодинамический - это когда что-нибудь происходит под действием света (высвобождение лекарства, разогревание частиц, гибель клеток и т.п.), а фототермический - это когда от света что-нибудь разогревается.
Красс Марта Ивановна, 17 декабря 2007 12:41 
Надо полагать, так как облучение происходит в максимуме поглощения наночастиц золота, происходит сильный разогрев самих наночастиц (в терминах квантовой механики - переход в возбужденное электронное состояние с возбуждением колебательных энергетических уровней). Поэтому-то метод и называется фототермический.
----Если бы мне понадобилось сделать антитела, не вызывающие иммунного ответа у пациента, я бы постаралась вырастить их в самом пациенте (или в культуре клеток пациента). ----

А успеете? Получение чистых антител процесс небыстрый... Пациент может и не дождаться.

Вроде как при такого рода гнойных поражениях предписывают повязки с трипсином. Хотя источника этого утверждения не назову.
Фототермический не разновидность фотодинамического?
Синегнойная палочка вроде от перекиси водорода неплохо умирает.

Насчет "успеете". При лечении от Pseudomonas aeruginosa введения антител в кровь пациента не требуется, повторю. А для какой-нибудь противоопухолевой терапии - думаю, можно попробовать успеть.
--- А бактерии чего не эволюционируют? Замучаетесь искать новуe антитела ---

Шварев Алексей! Вас не удивляют антимышиные антитела? Антикроличьи и т.п.? Почему же антисинегнойнопалочковые Вам не понравились? Или же эта бактерия мутирует с такой скоростью, что сегодня она синегнойная палочка, а завтрашние ее потомки - совсем другие организмы?
Федосеева Светлана Владимировна, да с точки зрения дословного перевода слова (фото - свет, динамис - сила) всё это вроде как "сила света", фотодинамика. Вопрос в общепринятости термина. Под словосочетанием фотодинамическая терапия ( Photodynamic therapy) подразумевают процесс воздействия на биологические объекты с учатием трёх обязательных вещей: света, сенсибилизатора (какого-нить красителя) и синглетного кислорода (или радикалов). Ну так принято. Кстати, в оригинале цитируемой статье этот термин нигде не употребляется, ведь так?
Ещё раз к слову о необходимости создания глоссария на сайте для определения терминов
А перекись - вещь хорошая, но не для внутреннего употребления. В смысле дезинфектант, а не лекарство. Внутривенно его не стоит...
Александр Борисович, спасибо, что ответили именно на тот вопрос, который задан. Но яснее не стало. Фотодинамическая терапия - это когда под действием света вещество выделило синглетный кислород, который всех убил. Так? А фототермическая - когда выделилось тепло, которое всех убило. Я правильно понимаю, что разница в этом? Это не применительно к данной статье, это просто ради уточнения понятий

Про внутривенную перекись никто ведь не говорил. Все умные и сами понимают. Как и про трипсин, и про антитела.
Шварев Алексей, 17 декабря 2007 23:05 
Светлана Владимировна, я ж не биолог. Вам виднее. Но смотрите: травим заразу антибиотиком и она вырабатывает механизм сопротивления. Скажем разрушает антибиотик хитрым ферментом. Мы добавляем в антибиотик препарат подавляющий синтез этого фермента и так далее.
Теперь убиваем заразу фототермически и получаем небольшое количество выживших мутантов-уродов. Неужели, (вам повторюсь, виднее) бактерия не попробует сделать что-то, чтобы конкретные антитела стали неэффективны, точно также как и антибиотики. Для этого же не надо разрушать их, а надо просто изменить состав того, к чему антитела цепляются. Неужели (вам еще раз скажу, виднее), это сделать сложнее чем выработать механизм защиты от, скажем, пенициллина?
Федосеева Светлана Владимировна,
я тоже не очень биолог .
Но общепринятые различия вы сформулировали правильно (см.ссылки на википедию, в англоязычном варианте написано более конкретно). Хотя мой коллега (high-специалист по ФДТ) говорит, что отличия не такие строгие. Например, в одной и той же системе (даже с металлическими частицами без красителя) под действием света может быть и фотодинамическое, и фототермическое воздействие - в зависимости от режима работы и интенсивности лазера.
Насчёт перекиси тоже не всё так просто. Я ж без тени иронии... Попробуйте в гугле набрать "intravenous hydrogen peroxide" - получите больше трёх тысяч ссылок. Тока pseudomonas spp. на перекись тоже устойчивость формирует и внутривенные MIC/MBC дозы пациента скопытят раньше, чем микробу .
Ох, Александр Борисович Из-за вас пришлось почитать о внутривенном введении пероксида водорода. Говорят, перекись в низких концентрациях творит с людьми просто чудеса! Ну никогда бы не подумала

Алексей Шварев, я думаю, что выработать несвязываемость антителами сложнее, чем устойчивость к антибиотикам. Особенно если антитела поликлональные и узнают много разнообразных эпитопов. Однако если бы авторы исследования подрастили свои выжившие 25% клеток и обработали их снова, а потом еще несколько раз, то у нас с Вами был бы предмет для обсуждения. Скажем, одно дело, если каждый раз умирает 75%, и совсем другое, если после нескольких итераций вдруг оказалось, что выживает 99%.

Что тут еще хочется сказать. Синегнойная палочка, так же как и многие другие патогенные бактерии, может входить в состав нормальной миклофлоры (паховой области, ушей, желудочно-кишечного тракта...) в небольших количествах. Только при ослабленном иммунитете хозяина и при большой численности патогена проявляется болезнетворное действие. Так что, может, умерших 75% уже и достаточно, чтобы прекратить заболевание?
Говорите-говорите, а мне не понятно, как вы будете лечить нас - больных детей, которых все врачи постоянно кормят антибиотиками, а мы всё болеем и болеем...
Трусов Л. А., 27 октября 2009 02:45 
пейте дети молоко

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Сердце Наномира
Сердце Наномира

Наносистемы: физика, химия, математика (2024, Т. 15, № 1)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume15/15-1
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 5)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-5
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 4)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-4
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2023 году
коллектив авторов
30 мая - 01 июня пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022
Коллектив авторов
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022 содержат следующую информацию:
• Подготовка бакалавров на факультете наук о материалах МГУ
• Состав Государственной Экзаменационной Комиссии
• Расписание защит выпускных квалификационных работ бакалавров
• Аннотации квалификационных работ бакалавров

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.