Новое антибактериальное покрытие на основе белка "прыгающих блох" блокирует 100% бактерий

Учёные из Университета RMIT в Мельбурне (Австралия) разработали инновационное антибактериальное покрытие, которое полностью предотвращает прикрепление бактерий к различным поверхностям, включая медицинские устройства. Основой для создания этого покрытия стал удивительный белок — резилин, который в природе встречается у насекомых, например у блох, и позволяет им прыгать на высоту, в сотни раз превышающую их собственный размер. Резилин — это супергибкий и упругий белок, благодаря которому насекомые могут совершать резкие движения и растягивать свои крылья. Используя синтетический аналог этого белка — так называемые полипептиды, имитирующие резилин (RMPs), исследователи смогли создать покрытие, обладающее уникальными свойствами: оно полностью блокирует прикрепление бактерий и при этом безопасно для человеческих клеток. "Это исследование показывает, что такие покрытия могут эффективно бороться с бактериями не только в краткосрочной перспективе, но и, возможно, на протяжении длительного времени," — объяснила профессор Намита Рой Чоудхури, руководитель проекта из Школы инженерии RMIT.

Как это работает?

В эксперименте исследователи создали четыре варианта покрытий на основе резилина и протестировали их прочность и эффективность против бактерий. Для проверки использовалась бактерия E. coli, один из основных возбудителей внутрибольничных инфекций. После 24 часов инкубации одно из покрытий — коацерват, состоящий из наноразмерных капелек белка, собранных в воде, — показало стопроцентную защиту: ни одна бактерия не смогла прикрепиться к поверхности. "Коацерват формирует на поверхности мягкий, сферический слой, который изменяет взаимодействие клеток и бактерий с материалом," — объяснил ведущий автор исследования доктор Нисал Ванасингха.

Преимущества перед антибиотиками и другими методами

В отличие от антибиотиков, использование покрытия из резилина не вызывает развитие устойчивости у бактерий, так как разрушение их клеточных структур происходит механически. Кроме того, натуральное происхождение резилина и его совместимость с человеческими тканями минимизируют риск побочных эффектов, а белковая основа делает покрытие более экологичным по сравнению с аналогами на основе серебра. "Возможность настроить свойства этих покрытий под конкретные задачи — это огромное преимущество," — отметила профессор Чоудхури. По её словам, такие материалы могут применяться не только в медицине, но и в производстве спортивного оборудования, в гибкой электронике и даже в системах доставки лекарств.

Следующие шаги

Исследователи подчеркивают, что результаты первых экспериментов вселяют большие надежды, но для окончательной проверки эффективности покрытия предстоит еще множество испытаний, в том числе против более широкого спектра патогенов. "Теперь нам нужно понять, как эти покрытия будут работать против других опасных бактерий. После этого, при успешных результатах, мы сможем перейти от лабораторных испытаний к клиническим исследованиям," — добавил профессор Наба Дутта из Школы инженерии RMIT. Путь от лаборатории до больниц потребует оптимизации состава покрытия, масштабирования производства и проверки безопасности на людях. Однако уже сейчас ученые считают, что эта разработка может стать прорывом в борьбе с инфекциями, особенно в условиях медицинских учреждений, где важно быстро и эффективно предотвращать распространение бактерий.

• Грибы как компьютерные чипы: учёные создают «живую память» из шиитаке
• Учёные создали трёхслойное микрофлюидное устройство для сверхэффективного охлаждения электроники
• Обычный кристалл оказался идеальным материалом для технологий на сверхнизких температурах
• Учёные научились превращать снимки атомно-силового микроскопа в точные 3D-модели движений белков
• Учёные создали уникальный гидрогель для «неклонируемых» меток безопасности
• Роботы нового поколения: в Caltech создали систему, которая может ходить, ездить и летать
• Учёные создали 3D-печатные материалы, которые полностью гасят вибрации
• Квантовые кристаллы: как учёные из Оберна открыли путь к новой технологической революции