E. coli O157 является одним из сотен штаммов бактерии Escherichia coli. Большинство штаммов E. coli безвредны и живут в кишечнике здоровых людей и животных. Однако штамм O157 вырабатывает мощный токсин, который может вызвать тяжелое заболевание. Симптомы инфекции включают сильную диарею (часто с кровью) и спазмы в животе.
Команда инженеров McMaster, стоящая за изобретением, создала спрей, используя только микрошарики. Команду возглавляют профессора Зейнаб Хоссейнидуст, заведующая кафедрой исследований в Канаде в области биоинженерии бактериофагов, и Тохид Дидар, заведующий кафедрой исследований в Канаде в области нанобиоматериалов, и аспирант Лей Тянь.
Их распыляемое новое супер-дезинфицирующее средство безопасно для пищевых продуктов и высокоэффективно, как они описывают в статье, опубликованной во влиятельном журнале Nature Communications.
Исследователи протестировали свой безопасный для пищевых продуктов антибактериальный спрей на продуктах, включая говядину и салат ромэн.
“Когда мы распыляем его на пищу, мы фактически собираем миллиарды мини-солдат, чтобы защитить нашу пищу от бактериального загрязнения”, — говорит Тянь, который руководил исследованием в рамках своей докторской диссертации.
Исследование основано на той же химической работе, которую ранее использовала лаборатория Хоссейнидуста, чтобы заставить фаги соединяться друг с другом в количествах, достаточных для образования геля.
“Они соединяются вместе, как микроскопические кусочки конструктора LEGO, — говорит эксперт. — Эта организованная естественная структура делает их намного более прочными и простыми в упаковке, хранении и использовании”.
До появления пенициллина в 1940-х годах исследования фаговых дезинфицирующих средств и методов лечения были очень многообещающими, но интерес к развитию их потенциала угас, как только на рынке появились антибиотики, изготовленные из пенициллина. В связи с тем, что устойчивость к противомикробным препаратам в настоящее время подрывает эффективность существующих антибиотиков, возникает новый интенсивный интерес к исследованиям фагов.
Когда фаги, которые естественным образом встречаются в организме и окружающей среде, контактируют с бактериями–мишенями, они размножаются, взрывоопасно увеличивая свою антимикробную силу в процессе работы.
Другим важным преимуществом использования фагов в сельском хозяйстве и производстве продуктов питания является то, что они могут быть направлены очень конкретно на уничтожение вредных штаммов бактерий, не убивая полезные бактерии, которые улучшают вкус, запах и текстуру продуктов.
По словам исследователей, новый фаговый спрей имеет многообещающий потенциал для коммерческого применения, тем более что фаги уже получили одобрение Управления по контролю за продуктами и лекарствами США для использования в пищевых продуктах.
В исследовательской работе показано, что распыляемый материал может уничтожать E. coli O157 в салате и мясе, которые часто являются источниками вспышек заболеваний. Исследователи говорят, что тот же подход может быть легко использован против других бактерий, вызывающих пищевые отравления, таких как сальмонелла и листерия – по отдельности или в сочетании.
Исследователи говорят, что фаговые спреи могут быть использованы в пищевой промышленности, упаковке и очистке, и даже в качестве обработки воды для орошения и оборудования, предотвращая загрязнение в источнике.