Чрезмерное и неправильное использование антибиотиков привело к резкому увеличению числа особо опасных устойчивых бактерий. Фототермические процедуры — это новый интересный подход к преодолению сопротивления.
Они включают повышение температуры на месте за счет воздействия света, в результате чего белки микробов денатурируют и убивают их. Для этого требуются вещества, которые могут эффективно преобразовывать свет в тепло. Предыдущие фототермические преобразователи неспецифически связывались с бактериями посредством электростатических взаимодействий.
Это не позволяет избирательно подавлять определенные бактерии, что желательно, потому что большинство бактерий в нашем организме безвредны или даже необходимы, как некоторые кишечные бактерии.Ученые во главе с Цзян-Фей Сю и Си Чжаном из Университета Цинхуа и Китайской академии наук (Пекин, Китай) разработали фототермический агент, который активируется только тогда, когда он «включается» бактериями.
Только определенные бактерии, известные как факультативные анаэробные бактерии, способны на это.Новый агент представляет собой комплекс, состоящий из трех молекул: производного перилендиимида в виде стержневой центральной части, оба конца которой расположены внутри полостей макроциклов в форме тыквы (кукурбитурил). «Тыквы» предотвращают неспецифическое проникновение стержней в мембраны бактерий и в то же время предотвращают агрегирование стержней в стопки.Некоторые реагенты могут восстанавливать диимиды перилен до анион-радикалов. Интересно, что факультативные анаэробные бактерии, такие как Escherichia coli, также могут это делать.
Восстановление изменяет оптические свойства комплекса: анион-радикал может поглощать ближний инфракрасный свет и выделять энергию в виде тепла. Область вокруг кишечной палочки становится очень теплой, что убивает их.Напротив, аэробные бактерии, такие как Bacillus subtilis, не перегреваются, потому что они не включают трансформатор. Исследователи считают, что гидрогеназы, ферментные переносчики протонов, ответственны за восстановление и, следовательно, за «переключение».
Они встречаются в большом количестве только в мембранах анаэробных и факультативно анаэробных бактерий. Эти концепции можно использовать для разработки методов лечения, регулирующих баланс микробов, таких как кишечные бактерии.