Во една затемнета лабораторија во Лондон, научникот Ларс Стивенс-Кулинане (Lars Stevens-Cullinane) експериментира со нешто што на прв поглед изгледа како фотографски процес. Наместо да развива негативи, тој тестира дали кратки блесоци на светлина можат да ја променат судбината на бактериите кои станале отпорни на антибиотици. Идејата е едноставна, но револуционерна – да се направат бактериите повторно чувствителни на лекови што одамна престанале да делуваат со изложување на светлина.

Упростен приказ на процесот Слика: Journal of the American Chemical Society (2025). DOI: 10.1021/jacs.5c12405

Тимот на Стивенс-Кулинане и неговата колешка Жанин Хес (Jeannine Hess) од Институтот Крик се инспирирал од методи што веќе се користат во истражувањата за можни лекови за борба против ракот. Имено, во споменатите истражувања мали молекули таргетираат одредени протеини и ги уништуваат. Но, наместо молекули, тимот на Стивенс-Кулинане и Хес користи метални комплекси чувствителни на светлина. Во темнина овие комплекси не прават ништо, но кога се изложени на сина светлина тие стануваат закана за бактериите.

Антимикробната резистенција е глобален проблем кој веќе одзема милиони животи. Само во 2021 година таа била поврзана со 4,7 милиони смртни случаи, а прогнозите велат дека бројката би можела речиси да се удвои до 2050 година. Особено тешки се инфекциите предизвикани од таканаречените грам-негативни бактерии, како ешерихија коли, кои имаат цврсти клеточни ѕидови што спречуваат навлегување на лекови.

Ru1 е составен од органски лиганд за NDM-1 (сино), молекула на линкер (розово) и рутениумски метален комплекс (виолетово). Извор: Journal of the American Chemical Society (2025). DOI: 10.1021/jacs.5c12405

Хес нагласува дека повеќето нови антибиотици се само подобрени верзии на постоечките, кои делуваат на сличен начин. Создавањето сосема нови лекови е бавно и скапо, па затоа потребни се свежи стратегии. И токму тука на сцена настапува фототерапијата – комбинација на хемија и светлина која може да отвори нови патишта.

Во нивната студија, објавена неодамна во Journal of the American Chemical Society, истражувачите го таргетирале ензимот NDM-1, кој го имаат само бактериите отпорни на антибиотици. Овој ензим ги разградува често користените бета-лактамски антибиотици, меѓу кои и пеницилин. За да го блокираат, тие дизајнирале хемиска алатка наречена Ru1 – рутениумов метален комплекс што се активира со светлина, поврзан со органска молекула што се врзува за NDM-1. Под дејство на сино светло, Ru1 создава реактивни кислородни молекули кои го оштетуваат ензимот.

Експериментите покажале дека Ru1 го блокира активното место на NDM-1 и спречува уништување на антибиотиците, а тоа го прави сто пати поефикасно кога е изложен на светлина. Штом светлото се изгаси, процесот престанува, што значи дека алатката може повторно да се користи.

Следниот чекор бил тестирање на живи бактерии ешерихија коли. Иако Ru1 делумно го деактивирал ензимот и во темнина, под светлина бил триесет пати поефикасен. Најважниот резултат е дека бактериите станале чувствителни на антибиотикот меропенем. При највисоката тестирана концентрација, активноста на меропенем била зголемена 53 пати, без да се забележи токсичност врз човечки клетки.

Ru1 е прикажан како се акумулира во E. Coli (црвена), во центарот на клетките, а не во рамките на клеточниот ѕид (тиркизна). Извор: Journal of the American Chemical Society (2025). DOI: 10.1021/jacs.5c12405

За Хес, ова е доказ дека насочената фототерапија има потенцијал, иако патот допрва започнува. Следните истражувања треба да покажат како методот функционира кај животински модели. Ограничувањето е што синото светло не може да навлезе длабоко во телото, па најверојатно техниката ќе се користи за третман на кожни инфекции, стоматолошки интервенции или стерилизација на медицинска опрема, наместо за внатрешни инфекции.

Стивенс-Кулинане додава дека оваа метода може да биде алтернатива на долгиот процес на создавање нови лекови од нула. Нивната надеж е дека Ru1 ќе стане разновидна алатка која ќе овозможи таргетирање и на други протеини поврзани со антимикробната резистенција, па дури и пошироко.

Со оглед на сериозноста на проблемот, секој нов пристап е добредојден. Фототерапијата можеби ќе се покаже како мост меѓу хемијата и медицината, каде светлината не е само симбол на надеж, туку и практична алатка за спасување животи.

Извор: Институт Френсис Крик