Znajdź zawartość

Oleg Prezhdo i Vitaly Chaban z Uniwersytetu w Rochester znaleźli nowy sposób na otwarcie pojemnika z lekiem, kiedy już dotrze na właściwe miejsce w organizmie. Wystarczy podgrzać wodę w węglowych nanorurkach. Naukowcy przeprowadzili symulację i stwierdzili, że woda w nanorurkach wrze przy temperaturze wyższej niż zwykle, a niewielki wzrost temperatury powyżej temperatury wrzenia prowadzi do szybszego wzrostu ciśnienia pary niż w przypadku dużego pojemnika. Panowie uważają, że szybki wzrost ciśnienia można by wykorzystać do dostarczenia leków. Lasery działające na podczerwień wybiórczo podgrzewałyby nanorurki, nie uszkadzając przy tym okolicznych tkanek. Akademicy wyjaśniają, że punkt wrzenia da się precyzyjnie kontrolować za pomocą średnicy nanorurek. W ich wnętrzu należy umieścić polarne cząsteczki leku, no i oczywiście rozpuszczalnik (polarność polega na występowaniu elektrycznego momentu dipolowego, wynikającego z nierównomiernego rozmieszczenia ładunków w cząsteczce). Prezhdo i Chaban zwrócili uwagę na nanorurki jako podstawę systemu nowoczesnego dostarczania leków, ponieważ są one hydrofobowe i mają zdolność absorbowania światła penetrującego tkanki. Do eksperymentów wybrano ciprofloksacynę - chemioterapeutyk z grupy fluorochinolonów, który wykazuje działanie bakteriobójcze.

Najprostszym sposobem na wywołanie oporności bakterii na antybiotyk jest eksponowanie ich na rosnące dawki danego środka. U pacjentów cierpiących na mukowiscydozę, zwaną także zwłóknieniem torbielowatym (ang. cystic fibrosis - CF), oporność może jednak rozwinąć się w sposób niezależny od kontaktu z lekami. Jak do tego dochodzi, wyjaśniają badacze z University of Washington. Przyczyną zwiększonej podatności pacjentów cierpiących na CF na infekcje jest zaleganie w drogach oddechowych gęstego śluzu, utrudniającego usuwanie ciał obcych. Sama obecność bakterii nie wyjaśnia jednak przyczyn ich narastającej oporności na antybiotyki. Chcąc rozwiązać tę zagadkę, badacze kierowani przez dr. Lucasa Hoffmana poddali analizie genetycznej potencjalnie chorobotwórcze bakterie Pseudomonas aeruginosa pobrane od chorych na mukowiscydozę. Przeprowadzone badania wykazały, że u bakterii żyjących w gęstym, ubogim w tlen śluzie dochodzi wyjątkowo często do mutacji w genie o nazwie lasR. Zmiana ta ułatwia bakteriom przeżycie w warunkach obniżonej dostępności tlenu i jednocześnie pozwala im na pozyskiwanie energii z azotanów, zawartych w wydzielinie w znacznej ilości. Jak wykazał zespół dr. Hoffmana, ubocznym efektem mutacji w lasR jest spadek podatności P. aeruginosa na stres oksydacyjny, czyli uszkodzenie przez nadmiar wolnych rodników pojawiających się we wnętrzu komórki. W związku z faktem, że dwa antybiotyki stosowane często do zwalczania tej bakterii - tobramycyna oraz ciprofloksacyna - działają m.in. poprzez wywołanie stresu oksydacyjnego, badacze wyjaśnili tym samym przyczyny spadku lekowrażliwości. Mówiąc najprościej, u chorych na CF bakterie mogą wykształcić oporność "drogą okrężną", tzn. poprzez przebywanie w środowisku sprzyjającym istnieniu mutacji w genie lasR. To dość zaskakujące odkrycie, gdyż wcześniej wydawało się, że spadek podatności na daną substancję można wywołać wyłącznie poprzez ekspozycję na nią lub poprzez bezpośrednią modyfikację genomu bakterii. Zdaniem dr. Hoffmana P. aeruginosa mogą nie być jedynym patogenem zdolnym do podobnej przemiany. Potwierdzenie tej hipotezy wymaga jednak przeprowadzenia dalszych badań.