Израильские ученые совершили прорыв в обеспечении безопасности антибиотиков
Устойчивость к антибиотикам является растущей проблемой общественного здравоохранения с глобальными последствиями. Инфекции, устойчивые к антибиотикам, ежегодно поражают более 2,8 миллиона человек только в Соединенных Штатах, что приводит к более чем 35000 смертей в год. Новые механизмы устойчивости появляются постоянно и быстро распространяются по всему миру, угрожая нашей способности лечить распространенные инфекционные заболевания, такие как пневмония, туберкулез и сепсис. Об этом сообщается в пресс-релизе Еврейского университета.
Гентамицин — широко используемый антибиотик, признанный Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) основным лекарственным средством. Антибиотики этого типа (аминогликозиды) вызывают поражение функции почек у существенной доли госпитализируемых пациентов - до 25%. Американский Центр контроля заболеваний (CDC) считает эту проблему весьма серьезной для более чем 37 миллионов американцев, страдающих хроническими почечными заболеваниями, а Федеральное управление США по лекарственным средствам (FDA) считает разработку антибиотиков, годных для пациентов с хроническим заболеванием почек, национальным приоритетом.
Однако для того, чтобы избежать ущерба почкам, сначала нужно понять, как именно антибиотик влияет на снижение их функции. Группа исследователей во главе с профессором Яаковом Нахмиасом, директором Центра биоинженерии им. Грасса в Еврейском университете в Иерусалиме и основателем стартапа в области биотехнологий Tissue Dynamics, обнаружила новый и неизвестный до сих пор механизм повреждения почек, вызванный антибиотиками. Проф. Нахмиас объясняет, что «большая часть работы в области разработки лекарств проводится на мышах, но обнаруженный нами механизм специфичен только для человека».
Исследователи вместе с Tissue Dynamics разработали бионическую микропочку, в которой электрооптические датчики толщиной примерно в половину человеческого волоса встроены в ткань почки человека. Чип имитирует нормальную человеческую физиологию, симулируя гораздо более точное поведение органа, чем это могут дать опыты на маленьких животных. Прибор позволил исследователям измерить накопление глюкозы в микропочках, что привело к быстрому накоплению липидов и повреждению почек.
"Наш организм вырабатывает липиды из сахара, тогда как грызуны в основном производят липиды из пищевых липидов. Поняв, как работает этот механизм, мы смогли заблокировать токсичный эффект антибиотика, применив лекарство от диабета эмпаглифлозин, чтобы остановить процесс вторичной абсорбции глюкозы в почке" - отмечает проф. Нахмиас. По его мнению, помимо важного конкретного результата, новое исследование стало демонстрацией того, как бионическая технология, сочетающая сенсоры с тканями человека, может быстро продвинуть вперед разработку лекарств.
Tissue Dynamics — дочерняя компания Еврейского университета, которая создает первую в мире автономную платформу для разработки лекарств с использованием искусственного интеллекта и передовой робототехники. Компания привлекла 4,5 миллиона долларов в первом раунде финансирования, получив в начале этого года "Европейскую печать качества".
Идея ученых Техниона поможет защитить растения от грибков
По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН, грибковые заболевания ежегодно уничтожают треть всех продовольственных культур, вызывая огромные экономические потери и усугубляя глобальную бедность.
Одно из самых серьезных таких заболеваний - "мучнистая роса". Его легко заметить по пятнам белого порошка на листьях, и этот грибок поражает широкий спектр растений. Для лечения этих болезней фермеры вынуждены использовать синтетические фунгициды, которые дают желаемый результат, но их чрезмерное или неверное применение чревато разрушительными последствиями для почвы и подземных вод. Профессора Техниона (Израильского технологического института) Боаз Покрой и Эстер Сегал предложили экологически чистую альтернативу фунгицидам, на разработку которой они уже получили грант программы EIC Pathfinder в размере полутора миллионов долларов США.
Некоторые растения, такие, например, как лотос и брокколи, естественным образом выделяют на поверхности своих листьев кристаллы воска, которые не позволяют патогенам закрепляться на растении. Воск делает растение слишком "скользким" для грибка. Вдохновившись этим примером природы, Покрой и Сегал создали SafeWax - нетоксичный биоразлагаемый состав, изготовляемый из "зеленых" материалов, который при распылении на любое растение дает тот же эффект, что и натуральный растительный воск. При этом SafeWax можно "настроить" так, чтобы он фильтровал вредное ультрафиолетовое излучение и облегчал сбор воды из конденсации росы, смягчая неизбежные последствия изменения климата. Следует особо подчеркнуть, что защита продовольственных культур от болезней приобретает еще большее значение на фоне изменений климата, роста населения планеты и растущим кризисом продовольственной безопасности.
Вместе с коллегами из Болонского университета, Французского института винограда и вина и компанией BASF SE профессора Покрой и Сегал намерены теперь продемонстрировать возможности SafeWax на виноградной лозе — культуре, имеющей огромное значение для экономики, окружающей среды и культуры Европы. Лоза крайне восприимчива к грибковым заболеваниям и по этой причине подвергается наиболее частой обработке химикатами. Поскольку Европейский Союз планирует запретить использование многих фунгицидов из-за их токсичности, виноград и другие культуры могут остаться без защиты, если не будет найдена эффективная альтернатива. Поэтому не будет преувеличением сказать, что вся Европа с нетерпением ждет успеха экспериментов ученых Техниона.
С помощью программы Pathfinder Европейский совет по инновациям (EIC) поддерживает исследование смелых идей для радикально новых технологий. Он приветствует междисциплинарное передовое научное сотрудничество, сопряженное с высоким риском и высоким вознаграждением, которое лежит в основе технологических прорывов. Из 858 рассмотренных в этом году заявок на Pathfinder были отобраны только 57.