Российская группа ученых из РУДН, МГУ и ФНКЦ Федерального медико-биологического агентства смоделировала воздействие антисептиков на бактерии.

Биофизики построили модель бактериальной мембраны и поместили на нее молекулы антисептиков с положительным зарядом в молекулах — мирамистин, хлоргексидин, пиклоксидин и октенидин. Такие катионные антисептики предположительно должны были разрушить мембрану бактерии. Однако, они лишь незначительно изменили ее структуру. Ни один антисептик не вызывал распада или солюбилизации бислоя бактерии. Разрушения оболочки мембраны не произошло даже после увеличения концентрации антисептика с 1/24 до 1/4 по отношению к количеству липидов мембраны.

Тогда ученые решили добавить в модель внешнее электрическое поле, напряженностью 150 милливольт на нанометр. После этого мембрана бактерии начала перестраиваться. Она уже была тоньше в тех местах, где был антисептик – незаряженные молекулы мембраны отталкивались от молекул антисептика с положительным зарядом. Теперь в этих местах начали появляться поры. Затем в эти поры проникла вода, расширила их, и в конечном итоге – разодрала. Так неровность оболочки в ходе адсорбации антисептиками стала уязвимее к внешним факторам и привела к гибели бактерии.

«Мы исследовали взаимодействие нескольких заряженных антисептиков с модельной бактериальной мембраной и выяснили, что ключевым фактором формирования пор служат перестройки оболочки в обязательном присутствии электрического поля. Мы надеемся, что полученная модель поможет спрогнозировать влияние как известных, так и недавно открытых антисептиков на различные микроорганизмы» - рассказывает доктор физико-математических наук РУДН Илья Коваленко.

Результат исследования доказал, что текущие представления о том, как работают антисептики – не совсем верны. Построенная биофизиками компьютерная модель показала, как именно заряженные антисептики влияют на мембрану бактерий.

 

Исследование: https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jpcb.0c07212