Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image
Scroll to top

Top

Нет комментариев

Напечатанные на 3D-принтере бактерии помогут раскрыть секреты болезней - Инспитек

Напечатанные на 3D-принтере бактерии помогут раскрыть секреты болезней

Бактерии – существа социальные. Объединяясь в колонии различных форм и размеров, эти микроорганизмы могут общаться со своими «собратьями» и даже с другими видами бактерий. В результате такого взаимодействия они могут стать ещё более вредоносными и устойчивыми к антибиотикам.

Создание бактериальных колоний на 3D-принтере в привычных для них виде и форме может стать ключом к пониманию развития инфекций, устойчивых к антибиотикам. В этой новой технологии используются методы, аналогичные тем, которые применяются в коммерческих 3D-принтерах, штампующих пластиковые модели. В итоге на основе желатина создается почва для выращивания бактерий. Эти дома для бактерий можно создавать в любой трехмерной форме, включая пирамиды и сферические гнезда.

Техника 3D-печати может быть использована для ответа на вопросы, как много бактерий может проживать совместно, какой размер или форма необходимы для колонии бактерий, чтобы она начала функционировать иначе, чем бактерии сами по себе. Об этом заявил профессор химии и биохимии Университета Техаса Джейсон Шир.

Смертоносные кластеры

article-2147653-03A43929000005DC-422_468x328

Исследование бактериальных «общежитий» очень важно, так как собранные вместе они ведут себя совсем по-другому, нежели поодиночке. В некоторых случаях бактерии могут приклеиваться друг к другу и к прочим организмам некой субстанцией, похожей на клей, создавая биоформы, которые удивительно устойчивы к антибиотикам или воздействию иммунной системы. Примером такого кластера может служить зубной камень, который стоматолог счищает с Ваших зубов, – он содержит десятки бактериальных типов, которые взаимодействуют друг с другом.

Более опасны биоформы, которые образуются в легких больных с кистозным фиброзом легких. Антибиотики могут бороться с отдельными бактериями, вызывающими инфекционные заболевания в легких, но устойчивые биоформы могут скрываться в тканях легких, снова и снова выпуская новые порции бактерий. В результате получается череда инфицирования и лечения, которая зачастую оказывается смертельной для пациента. По данным Фонда по изучению кистозного фиброза, в среднем люди с этим диагнозом доживают только до 35 лет.

Понимание природы биоформ и других коммун бактерий является ключевым для разработки методов борьбы с бактериальными инфекциями. До сих пор технологии к этому не подключались.

Напечатанные бактерии

3D Bacteria

3D-печать может обеспечить понимание сути проблемы. Во-первых, ученые добавили клетки бактерий к желатиновой смеси, затем охладили, чтобы смесь стала однородной, как желе. Клетки бактерий подобны кусочкам фруктов в десерте.

При помощи лазера можно будет вырезать капсулы из полученной субстанции. Под действием лазерного луча молекулы прочно соединяются. При размораживании полученных капсул желатин растаял, а закрепленные лазером участки остались в целости и сохранности – именно там будут развиваться бактерии.

Чтобы доказать действенность метода Шир с коллегами создали сферические колонии золотистого стафилококка – простейшей бактерии, которая может инфицировать продукты и вызывать кожные заболевания. Они окружили стафилококковые бактерии раковиной из других простейших бактерий – синегнойной палочки. Эти патогенные микроорганизмы часто можно найти на медицинском оборудовании.

Затем исследователи подвергли эти бактериальные сферы воздействию ампициллина и обнаружили, что 80 процентов стафилококковых бактерий выжили, будучи окруженными синегнойной палочкой. Для сравнения: только 40 процентов бактерий, помещенных в пустую раковину, могут противостоять ампициллину. Причиной такой усиленной защиты можно считать способность синегнойной палочки производить состав, который противостоит бактериям.

В отличие от генетически обусловленной защиты от лекарств, которая формируется у бактерий под воздействием антибиотиков, такая совместная защита зависит от структуры колонии. Если защитная стена из синегнойной палочки падет, то стафилококк опять станет уязвимым для антибиотиков.

Шир говорит, что оборудование для строительства бактериальных колоний дорогостоящее, но исследователи работают над альтернативными способами, включая использование более дешевого лазера. Также он заявляет, что коммерческое использование 3D-печати с большой вероятностью значительно снизит стоимость оборудования.

Оставить комментарий

Докажите, что вы не робот. *
Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.