Микробы хорошие и плохие. Наше здоровье и выживание в мире бактерий.

Что же до многих других разновидностей бактерий, заражающих реконструированные бедра и колени, то самое амбициозное из предложенных решений этой проблемы состоит в том, чтобы создать искусственные суставы, которые будут сами себя диагностировать, сами себя лечить и сами следить за своим состоянием. Разработать эти имплантаты будущего задумал специалист по имплантатам и микробиолог Гарт Эрлих, сотрудник Университетского медицинского колледжа Дрекселя в Филадельфии. Собрав коллектив, состоящий из хирургов, микробиологов и специалистов по биомеханической инженерии, Эрлих руководит разработкой того, что он называет “умным” имплантатом. Это устройство должно быть набито как антибиотиками, так и препаратами, препятствующими образованию биопленок, которые оно будет строго своевременно выделять определенными порциями. Координировать время их выделения должны биодатчики, способные улавливать сигналы о “кворуме”, которыми обмениваются микробы, когда решают, не перейти ли им к совместной жизни. Сколько лет потребуется на воплощение этой мечты в жизнь, во многом зависит оттого, как будут развиваться наши знания о механизме работы таких сигналов, предшествующих образованию биопленок.

Тем временем некоторые специалисты по биоинженерии продолжают поиски более простого решения — того, что метафорически называют тефлоновыми имплантатами. (Настоящий тефлон, к сожалению, весьма благоприятен для образования биопленок.) Теоретически поверхность этих идеальных имплантатов должна быть слишком скользкой или по каким-то иным причинам физически непригодной для того, чтобы на ней задерживались микробы. Из числа разрабатываемых сейчас материалов один из самых перспективных — хитозан, химическое соединение на основе хитина (жесткого компонента панцирей ракообразных).

Филип Стьюарт, сотрудник центра биопленочной инженерии при Университете штата Монтана, сравнивает разрабатываемое его командой хитозановое покрытие для имплантатов с “ложем из гвоздей”. Бактерии, которые подбираются нему слишком близко, оказываются “продырявленными и начинают протекать”, говорит он. “Даже если это не будет убивать их на месте, то определенно помешает им основать плацдарм”. Над другим сходным проектом совместно трудятся специалисты по биоматериалам из Цюрихского Техасского университетов, разрабатывающие покрытие для имплантатов из полиэтиленгликоля. Раньше ученые думали, что поверхности, покрытые этим веществом, оказываются слишком скользкими, чтобы за них могли ухватиться бактерии. Команда из Цюриха и Техаса выяснила: на самом деле они отгоняют микробов с помощью колючек из щетинистых волокон. “Садиться на такую поверхность для них — как пробираться через кусты ежевики”, — говорит Джеффри Хаббелл из Цюриха.

От сепсиса до хронических инфекций

Смертоносный сепсис — самая опасная форма реакции иммунной системы на бактерий, которые упорно остаются в организме, будь то в живых тканях или на поверхности искусственных структур. Но это не единственный неправильный путь, по которому может пойти иммунная система в ответ на непрекращающееся присутствие таких бактерий. Если ее ответом оказывается слабое хроническое воспаление, это может привести к развитию одного из множества распространенных заболеваний, подтачивающих здоровье человека. Возможно, самое распространенное из них — атеросклероз, или отвердевание стенок артерий. Данные ряда исследований указывают на то, что образующиеся при этом бляшки, которые могут закупоривать просвет артерий, связаны с иммунной реакцией на бактерий, затаившихся на стенках кровеносных сосудов. По-прежнему остается загадкой, почему у одних людей иммунная система терпит присутствие таких бактерий, а у других реагирует на него непрерывным воспалением. То же самое можно сказать о Helicobacter pylori — некогда вездесущем обитателе желудков, вызывающем развитие язв лишь у малой доли зараженных, а также о Chlamydia trachomatis — передающимся половым путем микробе, который в неактивном состоянии иногда запускает развитие воспалительного артрита.

Один из подходов к борьбе с этими так называемыми инфекциями-невидимками состоит в том, чтобы пытаться победить их с помощью антибиотиков, другой — в том, чтобы лечить от воспаления организм больного. В рамках второго подхода применяются противовоспалительные стероиды. К сожалению, их опасным побочным эффектом может быть подавление работы иммунной системы. Некоторые медики сегодня возлагают все надежды на более безопасные противовоспалительные препараты второго поколения, которые уже используются в экспериментальном порядке и, судя по всему, могут оказаться эффективны также против сепсиса.