Antibioticul „atomic”, care poate distruge chiar și cele mai rezistente bacterii, a fost creat de cercetători din Cehia și China

Oamenii de știință de la Universitatea Palacký Olomouc (UP) și de la Universitatea Tehnică din Ostrava (VSB-TUO), în colaborare cu colegi din China, au descoperit o metodă inovatoare pentru dezvoltarea unei noi generații de antibiotice. Aceste antibiotice nu numai că combat o gamă largă de bacterii, ci și previn în mod eficient dezvoltarea rezistenței bacteriene.

Prin utilizarea ingineriei atomice, cercetătorii au transformat manganul – un oligoelement vital pentru sănătatea umană – într-un antibiotic puternic, încorporându-l în structura grafenului modificat chimic. Testele efectuate pe animale au demonstrat potențialul semnificativ al materialului, în special în terapiile localizate, cum ar fi vindecarea rănilor. Descoperirea a fost publicată în prestigioasa revistă Advanced Materials, iar echipa a depus un brevet european pentru a-și proteja inovația.

„Materialul pe care l-am dezvoltat ucide și inhibă cu succes creșterea tuturor bacteriilor pe care le-am studiat, inclusiv a agenților patogeni foarte rezistenți. Acesta funcționează la concentrații scăzute, care sunt complet inofensive pentru celulele umane. În plus, bacteriile nu pot dezvolta rezistență la acesta, abordând astfel una dintre cele mai presante provocări ale medicinei moderne. Aceste rezultate promițătoare poziționează antibioticele atomice pentru utilizarea practică în viitorul apropiat”, a declarat Radek Zbořil, fizico-chimist și autor al conceptului de cercetare, care lucrează la Institutul ceh de cercetare și tehnologie avansată (CATRIN UP) și la Centrul pentru tehnologii energetice și de mediu (CEET) din cadrul VSB-TUO.

Recomandări

Când va intra ultima tranșă de bani pe cardurile sociale din 2024. Ce schimbări aduce anul…

Data la care intră pensiile pe card în decembrie 2024. Ce se întâmplă cu cei care…

Ingineria atomică, folosită pentru a dezvolta antibioticul „atomic”

Pentru a dezvolta acest antibiotic, oamenii de știință au apelat la expertiza lor în chimia grafenului și în ingineria atomică, domenii pe care le-au studiat pe larg în ultimii ani. De data aceasta, ei au utilizat un derivat de grafen îmbogățit cu atomi de oxigen și azot, încorporând chimic manganul – un metal de tranziție care este implicat în metabolism, formarea oaselor, reglarea glicemiei și protecția celulară împotriva stresului oxidativ.

„Am ales să țintim una dintre cele mai puternice apărări ale bacteriilor – carbohidrații din pereții și membranele lor celulare, care sunt esențiali pentru supraviețuirea lor. Acești carbohidrați joacă un rol protector, facilitează transferul de substanțe, permit comunicarea cu mediul și servesc drept rezerve de energie. Prin legarea chimică a manganului la grupuri specifice de carbohidrați, am suprimat aceste funcții critice, provocând în cele din urmă moartea celulelor. Purtătorul de grafen joacă un rol esențial prin asigurarea livrării ionilor de mangan la suprafața bacteriei, ceea ce permite un atac chimic direct asupra moleculelor de carbohidrați”, a explicat Zbořil, potrivit unui articol publicat pe site-ul Universității Palacký Olomouc.

Antibioticul atomic, eficient chiar și împotriva celor mai rezistente bacterii

Noul material prezintă, de asemenea, o eficacitate remarcabilă împotriva bacteriilor pe care antibioticele existente se luptă să le combată.

„Am observat un efect bactericid excelent împotriva tuturor bacteriilor din grupul ESCAPE, care include agenți patogeni bacterieni foarte rezistenți. Aceste bacterii sunt deosebit de periculoase deoarece sunt rezistente la antibioticele convenționale, ceea ce complică tratamentul și crește riscul de infecții grave, în special în mediul spitalicesc. Antibioticul atomic a fost singurul agent care s-a dovedit eficient împotriva tuturor bacteriilor rezistente, comparativ cu antibioticele comerciale”, a declarat David Panáček, primul autor al lucrării, de la CATRIN UP și CEET VSB-TUO.

Cercetătorii au testat efectul antibioticului atomic nu numai în condiții de laborator, ci și pe modele de șoareci, în colaborare cu colegii lor chinezi.

„În cadrul testelor in vivo, infecțiile cutanate cauzate de tulpini rezistente de Staphylococcus aureus (stafilococ auriu) s-au vindecat rapid și eficient, toți markerii de inflamație fiind reduși semnificativ. Avem acum în vedere utilizarea sa pentru pansamente sau tratamente antibacteriene pe suprafețe de materiale artificiale. Există un potențial extraordinar de prevenire a formării biofilmelor bacteriene pe dispozitive cum ar fi protezele articulare artificiale, stenturile sau canulele. Având în vedere modul său de acțiune, acest nou material ar putea contribui, de asemenea, la prevenirea infecțiilor secundare, ceea ce ar avea un impact major asupra asistenței medicale”, a declarat Milan Kolář, microbiolog și decan al Facultății de Medicină și Stomatologie din cadrul Universității Palacký Olomouc, care a jucat un rol-cheie în cercetare.

Echipa de cercetare intenționează să continue explorarea potențialului materialului pentru tratamentele antibiotice sistemice.

„Unele infecții grave sunt în prezent netratabile cu antibioticele existente, iar sepsisul bacterian devine o cauză tot mai frecventă de deces. Ne propunem să testăm eficacitatea antibioticelor atomice în tratarea celor mai grave boli bacteriene”, a adăugat Kolář.

Potrivit Organizației Națiunilor Unite, dacă rezistența bacteriană continuă să crească în ritmul actual, până în 2050 infecțiile netratabile cauzate de bacterii multirezistente la medicamente ar putea deveni principala cauză de deces la nivel mondial. Aceste așa-numite „superbacterii” reprezintă o amenințare globală, necesitând dezvoltarea de noi agenți antibacterieni care pot ocoli mecanismele de apărare utilizate de bacterii pentru a se proteja.

Această cercetare, la care au participat, de asemenea, colegi de la Facultatea de Științe din cadrul Universității Palacký Olomouc și două instituții chineze, evidențiază potențialul neexploatat al ingineriei atomice în abordarea uneia dintre cele mai urgente provocări științifice și sociale ale omenirii.

Sursa foto: Envato.