Идеи антимикробной поверхности: метод жабр

Студенческая исследовательская группа анализирует пептиды из рыбьих жабр, чтобы спроектировать антимикробную поверхность для изготовления покрытия, годящегося как для "умного" современного медицинского оборудования, так и обыкновенных кастрюль и сковородок, в которых готовят еду.

Жизнь рядом с бактериями и грибками в окружающей водной среде развила у рыб мощные средства защиты от передающихся через воду патогенов. Немалую роль в этой защите играют антимикробные пептиды, находящиеся в жабрах. Исследователи из бакалавриата Вустерского политехнического института изучают биологию одного из таких пептидов с надеждой на то, что можно использовать эти знания для создания покрытия самоочищающихся поверхностей. Такие покрытия сами убивают бактерии, ответственные за отравления некачественной пищей и за всевозможные инфекции.

Команда молодых исследователей во главе с профессором Терри Камесано сообщает о последних результатах в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.

"У рыб есть замечательное решение проблемы блокировки бактериальных и грибковых инфекций, - сказал профессор Камесано. - Мы работаем, чтобы лучше понять биохимические механизмы этого процесса".

Рыба, пропуская через жабры воду для извлечения кислорода, фильтрует ее с помощью антимикробных пептидов (АМП), в том числе Chrysosphin-1, с тем, чтобы захватить в ловушку и убить патогенные микроорганизмы, прежде чем они проникнут в ее кровь. Ученые во многих лабораториях по всему миру активно изучают возможности использования этих молекул, чтобы, используя их, предотвратить инфицирование человека. В текущем исследовании команда Вустерского политехнического института прикрепила пептиды (АМП) к поверхностям из кремния и золота, используя два различных подхода, чтобы измерить, в какой степени связанные пептиды способны противостоять возбудителям кишечной палочки.

В первом случае АМП, взаимодействуя непосредственно с золотом и кристаллами кремния, образовали тонкий слой в одну молекулу связанных пептидов на поверхности. Во втором случае наконечники АМП были прикреплены к клейкой поверхности, так что пептиды торчали вертикально, как травинки, растущие из земли. На поверхности обеих конфигураций нанесли культуры с клетками кишечной палочки. Результаты показали, что в первом случае АМП – то есть плоские или "лежащие" пептиды - убили 34% бактерий в культуре, а во втором – 82%.

Камесано сказал, что золото и кремний были выбраны для данного исследования не случайно, поскольку их химические свойства хорошо подходят для связывания пептидов AMP. В дальнейшей лабораторной работе будут также проведены испытания других материалов, в том числе титана, нержавеющей стали и пластика, которые больше подходят для изготовления медицинских инструментов и приборов, а также пищевой посуды, хотя бы из-за дешевизны, поскольку кастрюли из золота мало кто себе может позволить.