Zahlavi

Obvaz z nového nanomateriálu pomůže léčit popáleniny a kožní infekce

30. 09. 2021

Chemici, mikrobiologové a technici z různých institucí spojili síly a výsledkem je zcela nový typ obvazového nanomateriálu s antibiotickým účinkem. Své využití by mohl najít v léčbě popálenin a kožních ran s bakteriální infekcí. Materiál nazvaný NANO LPPO se osvědčil v první experimentální fázi, ověřit jej ještě musí klinické testy. Na převedení výzkumu do praxe nyní pracují transferové společnosti Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR a Univerzity Karlovy. Výsledky vědecké studie otiskl časopis Scientific Reports.

Stále více kmenů bakterií odolává běžným antibiotikům, chemici proto neustále hledají nové antibakteriální sloučeniny. Jednou z nadějných látek jsou tzv. lipofosfonoxiny (LPPO) vyvinuté v týmu Dominika Rejmana z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR ve spolupráci s Liborem Krásným z Mikrobiologického ústavu AV ČR.

Dominik Rejman
Dominik Rejman z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR

„Lipofosfonoxiny představují velkou naději pro novou generaci antibiotik. Nemusí pronikat do bakterií, ale působí na povrchu, kde narušují bakteriální buněčnou membránu. Díky tomu jsou schopné ničit bakterie účinně a rychle,“ říká Dominik Rejman. Jejich velkou výhodou navíc je, že bakterie si na ně jen tak nezvyknou. „V experimentu trvajícím několik týdnů jsme nenašli bakterie odolné vůči těmto látkám, zatímco proti známým antibiotikům vznikala rezistence relativně snadno,“ doplňuje Libor Krásný.

Vlákénka proti bakteriím

Látky LPPO mají potenciál zejména tam, kde je potřeba okamžitý cílený zásah – třeba v případě zmíněných kožních infekcí. Jenže jak je na ránu aplikovat? Pro praktické použití bylo potřeba najít vhodný materiál, který by LPPO nanesl na kůži. Takovým vhodným materiálem se ukázala polymerní nanovlákna vyvinutá v týmu Davida Lukáše z Technické univerzity v Liberci.

„Výzkum a vývoj NANO LPPO materiálu navazuje na klinické hodnocení zdravotnického prostředku NANOTARDIS, které jsme nedávno úspěšně dokončili ve spolupráci s Krajskou nemocnicí v Liberci, Fakultní nemocnicí Královské Vinohrady a Bulovkou,“ vysvětluje David Lukáš z Technické univerzity v Liberci.

Materiál Nanotardis
Materiál Nanotardis již funguje jako zdravotnický prostředek

Léčba by měla fungovat díky tomu, že se nanomateriál působením enzymů rozloží na neškodné molekuly, přičemž LPPO bude jeho pevnou součástí a uvolní se z něj právě při rozkladu. Ten by se měl navíc značně urychlit v přítomnosti bakterií, které produkují rozkladné enzymy. „To znamená, že čím více bakterií je v ráně, tím rychleji se materiál rozloží, a tím více aktivních látek se uvolní do postiženého místa a podpoří hojení a regeneraci měkké tkáně,“ doplňuje Dominik Rejman.

Bakterie Bacillus subtilis
Bakterie Bacillus subtilis před a po aplikaci LPPO látek. Druhý snímek ukazuje výrazné poškození bakterií již po deseti minutách.

Schopnost NANO LPPO zabránit infekcím v ráně a urychlit jejich hojení ověřily experimenty na myších modelech. „Tam, kde jsme je použili, k rozšíření infekce prakticky nedošlo. Pokud dopadnou klinické testy dobře, může to znamenat velký pokrok v léčbě popálenin a jiných vážných poranění, kde infekce představují akutní hrozbu a závažnou komplikaci léčby,“ doplňuje odborník na hojení ran Peter Gál z 3. Lékařské fakulty UK.  

Z aplikačního hlediska je materiál NANO LPPO zajímavý pro výrobce léčivých přípravků a zdravotnických prostředků. Na jeho uvedení do praxe nyní spolupracují IOCB TECH (dceřiná společnost Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR) a Charles University Innovations Prague (dceřiná společnost UK).

Text: Leona Matušková, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR
Foto: Tomáš Belloň, Ústav organické chemie a biochemie AV ČR; Mikrobiologický ústav AV ČR; Technická univerzita v Liberci; Shutterstock (úvodní ilustrační snímek)

Biologie a lékařské vědy

Vědecká pracoviště

Cílem výzkumu je poznávání procesů v živých organismech, a to na úrovni molekul, buněk i organismů. Biofyzikální výzkum se zabývá studiem vztahu DNA – protein a vlivu faktorů životního prostředí na organismy. V oblasti molekulární genetiky a buněčné biologie jsou studovány zejména signální cesty pro spouštění reakcí a odezvy cílových genů na tyto signály; zvláštní pozornost je věnována studiu buněčných mechanismů imunitních odpovědí. Sledovány jsou rovněž genomy mikroorganismů a procesy směřující k moderním technologiím přípravy látek s definovanými biologickými účinky. V oblasti fyziologie a patofyziologie savců a člověka je výzkum zaměřen na kardiovaskulární fyziologii, neurovědy, fyziologii reprodukce a embryologii s cílem vytvořit teoretické základy preventivní medicíny. V oblasti experimentální botaniky se výzkum věnuje genetice, fyziologii a patofyziologii rostlin a moderní rostlinné biotechnologii. Sekce zahrnuje 8 vědeckých ústavů s přibližně 1930 zaměstnanci, z nichž je asi 690 vědeckých pracovníků s vysokoškolským vzděláním.

Všechny výzkumné sekce