Стратегии борьбы с бактериальными биоплёнками: антибиоплёночные средства и механизмы их действия

Биоплёнки представляют собой сложные неподвижные сообщества микроорганизмов, прикреплённые к поверхности или прочно заключённые в межклеточный матрикс в виде агрегатов. Матрикс, окружающий бактерии в составе биоплёнки, обеспечивает их устойчивость к неблагоприятным условиям и резистентность к антибактериальной терапии. Кроме того, биоплёнки вызывают широкий спектр хронических заболеваний, а из-за распространения антибиотикорезистентности их эффективное лечение стало крайне сложным. Доступные в настоящее время антибиотики неэффективны при инфекциях, связанных с биоплёнками, поскольку для них характерны высокие значения минимальной ингибирующей концентрации (MIC) и минимальной бактерицидной концентрации (MBC), что может приводить к токсичности in vivo. Поэтому крайне важно разрабатывать или выявлять антибиоплёночные молекулы, способные эффективно уменьшать выраженность и устранять инфекции, связанные с биоплёнками. В настоящей статье освещены механизмы формирования биоплёнок с учётом различных моделей, а также методы их выявления. Основное внимание уделено антибиоплёночным молекулам, обнаруженным или испытанным к настоящему времени: активным соединениям растительного происхождения, хелатирующим агентам, пептидным антибиотикам, лантибиотикам и синтетическим химическим соединениям. Приведены их структуры, механизмы действия, а также имеющиеся в литературе значения MIC, MBC, минимальной ингибирующей концентрации для биоплёнки (MBIC) и полумаксимальной ингибирующей концентрации (IC). Рассмотрены различные механизмы действия антибиоплёночных молекул, включая подавление биоплёнкообразования за счёт вмешательства в сигнальные пути чувства кворума и механизмы адгезии, а также разрушение внеклеточной ДНК, белков, липополисахаридов, экзополисахаридов и вторичных посредников, участвующих в различных сигнальных путях. На основании проведённого анализа можно заключить, что рассмотренные молекулы потенциально пригодны для лечения инфекций, связанных с биоплёнками, после существенной структурной модификации и изучения эффективной доставки в организм. Необходимо также обеспечить, чтобы минимальная эффективная концентрация этих молекул позволяла с максимальной эффективностью устранять биоплёнки, не вызывая нежелательных побочных эффектов у хозяина.