Tlenek azotu może leczyć rany

Nocny motyl barciak większy (Galleria mellonella) w naturalnych warunkach jest szkodnikiem pasiek – jego gąsienice potrafią trawić nawet wosk. Gąsienice tego gatunku są od lat wykorzystywane jako zwierzęta laboratoryjne w badaniach nad toksycznością, infekcjami i skutecznością antybiotyków, zastępując w tej roli ssaki. Są tanie w hodowli, mają krótki cykl życiowy, a stosunkowo duże gąsienice można trzymać w ulubionej przez ludzkie patogeny temperaturze 37 stopni Celsjusza. Łatwo też pobierać ich tkanki do analiz. Układ odpornościowy gąsienicy pod wieloma względami przypomina ludzki, zaś prowadzenie na niej doświadczeń nie budzi zastrzeżeń etycznych.

Naukowcy z University of Reading (Wielka Brytania) wykazali, że mikroskopijne cząsteczki uwalniające tlenek azotu pomogły dziewięciu na dziesięć zainfekowanych larw barciaka większego przetrwać infekcję bakteryjną. Dla porównania, w grupie niepoddanej leczeniu przeżyło mniej więcej sześć na dziesięć larw.

Tlenek azotu jest naturalnie produkowany przez nasz organizm i wykorzystywany jako cząsteczka sygnalizacyjna. Odpowiada między innymi za regulację krążenia, odporność oraz przekazywanie impulsów nerwowych. Nowe badanie sugeruje, że w przyszłości może się też przydać – obok konwencjonalnych antybiotyków – w leczeniu zainfekowanych ran.

„W sytuacji, gdy bakterie stają się coraz bardziej odporne na antybiotyki, pilnie potrzebujemy metod leczenia, które działają w odmienny sposób” – powiedział prof. Witalij Chutorianski (Vitaliy Khutoryanskiy), który kierował badaniami. W skład zespołu weszli również naukowcy z Kazachskiego Uniwersytetu Narodowego im. Al-Farabiego (Kazachstan).

Zwrócił uwagę, że tlenek azotu atakuje drobnoustroje na kilku frontach jednocześnie, co znacznie utrudnia bakteriom wykształcenie oporności. Wyzwaniem pozostaje znalezienie sposobu na jego przechowywanie i powolne uwalnianie.

„Poszliśmy o krok dalej niż tylko eliminacja bakterii w warunkach laboratoryjnych – wykazaliśmy, że nasze cząsteczki mogą pomóc zainfekowanym larwom ciem przetrwać. Larwy te zyskują coraz większe znaczenie w testowaniu nowych terapii; pozwalają ocenić ich skuteczność, jednocześnie ograniczając konieczność przeprowadzania eksperymentów na myszach i szczurach” - dodał.

W ramach badania naukowcy zainfekowali larwy barciaka większego bakteriami wywołującymi infekcje skórne.

Godzinę później wprowadzili do organizmu każdej larwy cząsteczki uwalniające tlenek azotu. Ponieważ tlenek azotu rozkłada się zbyt szybko, by mógł być stosowany jako samodzielny lek, zespół zamknął go w mikroskopijnych cząsteczkach (pegylowane nanocząstki organokrzemionkowe zawierające S-nitrozotiole), co umożliwiło powolne uwalnianie gazu w ciągu kilku godzin.

Larwy były obserwowane przez trzy dni; większość z nich w grupie niepoddanej leczeniu padła już w pierwszej dobie. W odrębnych testach wykazano, że po upływie doby liczba bakterii w próbkach z zastosowaniem cząsteczek uwalniających NO była od 10 000 do 100 000 razy mniejsza niż w próbkach niepoddanych żadnemu leczeniu. Zanim jednak cząsteczki te będą mogły zostać wykorzystane w terapii u ludzi, konieczne są dalsze badania.

Paweł Wernicki (PAP)

pmw/ zan/