Ученые из ИТМО в рамках Передовой инженерной школы (ПИШ ИТМО) разработали настраиваемый материал для адресного лечения внутренних инфекций. С его помощью можно влиять на бактерии в организме, используя естественные процессы. Методика уже сейчас работает в случаях с хроническими ранами — испытания находятся на стадии in vivo.
Разработанный материал — это «носитель» набора бактерий и веществ, которые помогают организму запускать определенные реакции. Например, при хронических ранах нарушен ангиогенез, то есть образование капилляров — из-за этого и появляются раны. Лактобактерия за счет своих соединений может ускорять этот процесс. Архитектура и химический состав материала могут направлять и моделировать синтез множества биоактивных молекул у пробиотических бактерий, в том числе антибактериального и заживляющего действия. Так проект решает местную первопричину появления хронической раны.
«Сейчас мы работаем над тремя основными направлениями: как полимер может влиять на метаболизм бактерий за счет своих параметров, как мы можем направлять метаболизм с помощью химических модификаций материала и для решения каких задач можно применять межвидовые коммуникации. Материал — это отдельная среда, и изменяя различные параметры этой среды, мы можем управлять стресс-реакциями бактерий и использовать их возможности для получения интересных для нас терапевтических молекул без генетических модификаций», — отметила Алина Локтева, автор проекта, инженер ПИШ и младший научный сотрудник лаборатории «Биоактивные материалы для тканевой инженерии» ИТМО.
Подобные системы можно использовать и при внутренних инфекциях урогенитального тракта или кишечника. При наличии инфекции количество патогенов в организме, которые находятся в балансе с микробиотой, увеличивается, а пробиотиков становится меньше. Если материал попадает в кишечник, он выделяет определенные молекулы поддержки, которые будут стимулировать пробиотики в организме активно расти, при этом сами бактерии не будут контактировать с микробиотой напрямую.
В перспективе разработка позволит отказаться от антибиотиков и проводить лечение за счет мягкой модуляции микробиоты в организме из ее патогенного состояния в нормальное.