Исследователи Института фундаментальной медицины и биологии Казанского федерального университета совместно с учеными Воронежского государственного университета и Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета разработали средство на основе растительного фермента фицина, которое ускоряет заживление ран и повышает эффективность антимикробных препаратов.
Научные результаты опубликованы в журнале International Journal of Biological Macromolecules.
«Одной из главных проблем, с которой сталкиваются врачи при лечении кожных ран и ожогов у людей с ослабленным иммунитетом, является появление на них биопленки, образованной условно-патогенной микрофлорой (золотистым и эпидермальным стафилококком, микрококком, псевдомонадой). В биопленках бактерии погружены в матрикс — многокомпонентную высокомолекулярную субстанцию, похожую на желе, и антибиотики не могут туда проникнуть, поэтому заживление ран замедляется», — сообщил руководитель грантового проекта Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ), в рамках которого ведется работа, руководитель научно-исследовательской лаборатории «Молекулярная генетика микроорганизмов», доцент кафедры генетики ИФМиБ КФУ, доктор биологических наук Айрат Каюмов.
Три года назад биологи КФУ совместно с коллегами из Воронежского университета выяснили, что фицин, протеиназа из сока инжирного дерева, способен разрушать матрикс биопленок стафилококка, поэтому комбинация фицина с антимикробными препаратами будет повышать их эффективность.
Ферменты – вещества белковой природы, поэтому они неустойчивы при хранении, а также чувствительны к тепловому воздействию, отметил биолог. Чтобы решить эти проблемы, исследователи решили закрепить фермент на нерастворимом природном полимере – хитозане.
«Методику иммобилизации фицина на хитозане, производном хитина – природного полимера, являющегося основой панциря ракообразных и насекомых, разработали наши коллеги из Воронежского университета, — рассказывает ученый. — При иммобилизации фермент прикрепляется к нерастворимому носителю таким образом, чтобы он мог обмениваться с раствором молекулами субстрата и продукта».
Преимущество хитозана, по сравнению со многими другими природными полимерами, в его биологической совместимости и антимикробной, противогрибковой, обезболивающей активности. В перспективе его можно использовать в качестве носителя для иммобилизации других ферментов, применяющихся в биомедицине, считают исследователи.
Необходимо отметить, что ученые смогли добиться постепенного освобождения фермента от носителя в растворе, что позволило увеличить время его действия.
Обработка модельных ран лабораторных животных иммобилизованным фицином показала, что они быстрее очищаются от бактерий и заживают. И что самое интересное: структура вновь образованной ткани, обрабатываемой фицином, имеет характеристики, наиболее близкие к исходной, неповрежденной ткани, — подчеркнул Айрат Каюмов.
Авторы исследования, опубликованного несколько дней назад в авторитетном международном журнале, уверены: иммобилизованный на хитозане фицин повышает эффективность антимикробной обработки, ускоряет ранозаживление и очищение раны.
«Следующие наши задачи – продумать создание перевязочных материалов, содержащих фицин и антимикробные препараты, и протестировать их в лабораторных условиях», — сказал в заключение разговора Айрат Каюмов.