Бактериофаги в липосомах против кариеса

В Новгородском университете разработали инновационную зубную пасту. Её использование должно значительно снизить риск возникновения кариеса.

Под биоплёнкой

Проект разработал пятикурсник Института медицинского образования НовГУ Роман Маслов. Он получает профессию зубного врача и параллельно работает в Учебно-клиническом стоматологическом центре.

— Я много занимался в университете наукой, особенно физиологией, — рассказал Роман «Газон.Медиа». — В основном, мы рассматривали когнитивные функции — высшую нервную деятельность. Но в области стоматологии до этой разработки у меня не было больших идей, которые бы имели практическое применение и были готовы к промышленной реализации. Пищу для размышлений мне дала заведующая кафедрой стоматологии Наталья Прозорова. Мы развили её предложение.

Команда разработчиков поставила цель — найти способ борьбы с бактериями, которые живут под биоплёнкой зуба. Она состоит из микроорганизмов. Бактерии живут и размножаются, а продуктом их жизнедеятельности становятся кислоты. Они разрушают эмаль и вызывают кариес.

Изначально, чтобы проникнуть под биоплёнку, хотели использовать наночастицы. Но дороговизна и сложность технологии вынудила искать другие варианты. Альтернативной стали инкапсулированные липосомы и бактериофаги.

— Я предлагала использовать активный противомикробный агент, — вспоминает научный руководитель проекта Наталья Прозорова. — Ребята отдали предпочтение бактериофагам как наноразмерному объекту для проникновения под биоплёнку.

Липосомы — это микроскопические сферы, стенки которых устроены также, как клеточная мембрана. С 70-х годов их используют в качестве капсул для транспортировки лекарств. Бактериофаги — это вирусы, избирательно поражающие бактериальные клетки.

Наша задача — устранить бактерии под биоплёнкой. Она практически не поддаётся внешним воздействиям антисептиков, бактериофагов или антибиотиков из-за высокой плотности. Пасты, которые можно купить сейчас, действуют только механически. В их составе есть мел, кальций или фосфаты. Они свою функцию выполняют, но где-то 50% бляшек остается. Потом они снова нарастают и провоцируют повторное появление налёта.

Роман Масловразработчик технологии, студент Института медицинского образования НовГУ

В СССР, России и мире

Пасты с бактериофагами можно найти в магазинах и сейчас. Но технологически они работают практически так же, как и пасты с другими действующими веществами. Бактериофаги воздействуют на биоплёнку снаружи, практически не попадая под неё. Это значительно снижает эффект от применения.

При этом научный руководитель проекта Наталья Прозорова подчёркивает, что паста-конкурент фактически не является средством борьбы с кариесом.

Она имеет в составе обширный список бактериофагов. Такая паста может служить средством борьбы с воспалительными заболеваниями полости рта, но не с кариесом. В состав нашей пасты будут входить бактериофаги трёх-четырёх видов. Они будут воздействовать непосредственно на ведущие патогенные бактерии, вызывающие кариес. В то же время фаготерапия не вызывает побочных эффектов — таких как аллергия, дисбактериоз, вторичные инфекции (например, грибковые), которые часто вызывает приём антибиотиков.

Наталья Прозорованаучный руководитель проекта, заведующая кафедрой стоматологии НовГУ

Паста-конкурент стоит более 500 рублей. Новгородские разработчики обещают, что их продукт будет обходиться на 150-200 рублей дешевле.

— Аналогов в России не существует, — говорит Роман Маслов. — В стоматологических средствах липосомы пока не применяются. Хотя их используют в составе лекарств для лечения заболеваний в других областях медицины, например, в онкологии. Сейчас подобные пасты начинают выпускать за рубежом.

Похожая технология разрабатывалась в Советском Союзе. Однако до выпуска готового продукта дело не дошло. От идеи отказались из-за невозможности инкапсулирования бактериофагов. Также свою роль сыграло то, что использование таких паст даёт результат очень небыстро.

— Чистить зубы необходимо два-три раза в день, — объясняет Роман Маслов. — Паста борется с плёнкой на зубной эмали. Бактериофаг проникает под плёнку и уничтожает микроорганизмы до тех пор, пока не перестаёт их находить. Это — профилактическая зубная паста. Эффект от её использования приходит не так быстро, поскольку бактериофаг слабее антибиотиков. Но он и не такой токсичный, не вызывает побочных эффектов. Такая паста может стать самым удобным и безопасным средством для профилактики.

На «СТАРТ»

Проект зубной пасты с таргетным воздействием на факторы развития кариеса получил поддержку Фонда содействия инновациям. Команда разработчиков получила полмиллиона рублей на два года по программе «УМНИК». Первые 12 месяцев исследований — позади.

— Мы брали посевы микрофлоры с поверхности зубов разных пациентов, — говорит Роман Маслов. — Выяснили, что есть категория микроорганизмов, которая преобладает в Новгородской области. В первых моделях пасты будем использовать бактериофаг именно против этих микроорганизмов. Концентрат бактериофагов широкого действия, на наш взгляд, использовать нецелесообразно. Это затратно и не приносит ощутимого эффекта.

За второй год работы по программе «УМНИК» разработчикам предстоит проработать перспективы коммерциализации проекта, составить бизнес-модель и изготовить пробные образцы пасты. Команде требуется лабораторная база. Заинтересованность в реализации технологии уже выразила одно из новгородских предприятий. Обсуждается возможность сотрудничества с компанией из Архангельска.

— Мы сделаем пробник, протестируем и нужно будет идти дальше, — поясняет Роман Маслов. — Идеальным вариантом было бы создание малого предприятия. В этом смысле я очень рассчитываю на программу «СТАРТ».

Разработчики рассматривают возможность запуска производства пасты на базе промышленного партнёра. Им может стать, к примеру, компания «Сплат». Но авторы проекта не исключают и возможность продажи прав на технологию как интеллектуальную собственность.

Фото из открытых источников и личного архива Романа Маслова.