Ученые из Университета Иллинойса под руководством профессора биохимии Джо Санфилиппо обнаружили, что некоторые трудноизлечимые инфекции могут быть менее устойчивыми к антибиотикам, чем считалось ранее. Оказалось, что действие антибиотиков усиливается при повышении скорости потока жидкости, что приближает лабораторные условия к реальным процессам в организме. Работа опубликована в журнале Science Advances.
Исследователи изучили воздействие антибиотиков на Pseudomonas aeruginosa — один из самых устойчивых к лекарствам патогенов. Ученые использовали микрофлюидное устройство, позволяющее точно контролировать скорость потока жидкости, имитируя условия в организме, где кровь и другие жидкости постоянно циркулируют.
«Когда вы принимаете антибиотик внутрь или внутривенно, он попадает в нужное место через кровоток. Жидкости также движутся в легких, мочевыводящих и пищеварительных путях. Но в стандартных лабораторных условиях действие антибиотиков изучают в неподвижных средах — на чашках Петри или в пробирках, что не соответствует реальным условиям организма», — объяснил Санфилиппо.
В ходе эксперимента команда ввела три разных антибиотика в условиях различной скорости потока. При отсутствии или низкой скорости потока антибиотики действовали только на начальном участке пути жидкости. Однако по мере увеличения скорости потока эффект антибиотиков усиливался, и при самых высоких значениях потока бактерии были полностью уничтожены.
Открытие указывает на необходимость пересмотра подходов к тестированию антибиотиков в клиниках и лабораториях.
«Если у пациента диагностируют инфекцию, врачи обычно берут пробу и проверяют, какие антибиотики подействуют. Но эти тесты проводятся в неподвижной среде. В результате врач может не назначить эффективное лекарство, потому что в условиях потока оно будет действовать по-другому», — добавил Санфилиппо.
По словам исследователей, стандартные методы тестирования новых антибиотиков также могут быть ошибочными, так как они не учитывают влияние потока жидкости на активность препаратов.
В дальнейшем команда планирует протестировать другие устойчивые к антибиотикам патогены и различные антибиотики с использованием микрофлюидной технологии. Ученые также хотят изучить механизмы, которые делают антибиотики более эффективными в условиях потока жидкости.
Ранее ученые создали робоводоросли для целевой доставки лекарств.