Ученые из Федерального исследовательского центра «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН и Центрального научно-исследовательского института туберкулеза предложили уничтожать лекарственно-устойчивые и «спящие» формы микобактерий с помощью желтого света.
Как пояснили эксперты, клетки патогена синтезируют и накапливают большое количество порфиринов — азотсодержащих пигментов. Эти соединения высокочувствительны к свету и при его воздействии генерируют активные формы кислорода — частицы, способные повреждать белки и ДНК. Исходя из этого, ученые предположили, что порфирины, которые накапливаются в клетках микобактерий, можно использовать в качестве молекулярного оружия против самих бактерий.
Чтобы проверить свою гипотезу, исследователи в лабораторных условиях получили покоящиеся формы Mycobacterium tuberculosis и измерили количество порфиринов в их клетках. Оказалось, что уровень этих молекул в шесть раз превышал показатели, характерные для активных бактерий.
В ходе эксперимента ученым удалось искусственно повысить уровень порфиринов в клетках в 85 раз, добавив в среду, на которой росли микобактерии, 5-аминолевулиновую кислоту — вещество-предшественник порфиринов.
Затем исследователи получили экстракты из клеток Mycobacterium tuberculosis и определили длины волн, при которых раствор поглощает максимальное количество света. Ученые выбрали значение 565 нанометров, соответствующее наиболее чувствительному к свету цинк-порфирину, — и облучили светом с такой длиной волны микобактерии.
Хватило всего лишь 30 минут, чтобы 99,99% патогенов погибли. Этого невозможно достичь даже во время терапии антибиотиками. При этом такое же воздействие на активные формы бактерий не дало эффекта, поскольку они практически не накапливают порфирины.
«Нашу методику можно будет использовать в клинической практике для уничтожения как неактивных очагов туберкулеза в легких человека, так и возбудителя заболевания с множественной лекарственной устойчивостью. Однако нам еще предстоит проверить этот метод на лабораторных животных», — пояснила доктор биологических наук, заведующая лабораторией биохимии стрессов микроорганизмов ФИЦ «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН Маргарита Шлеева.
Эксперты считают, что для борьбы с туберкулезом подойдет волоконно-оптический бронхоскоп. Это гибкая и тонкая трубка, которая практически безболезненно для пациента позволяет врачу рассмотреть очаги заболевания в легких.
Однако на внедрение метода в практику могут уйти годы, так как ученым еще предстоит доказать его безопасность и эффективность для человека.