Откритието и развитието на антибиотиците изигра решаваща роля в борбата с инфекциите. За съжаление обаче то е съпътствано с бързо нарастващи рискове за поява и разрастване на антибиотикова резистентност. Днес човечеството е изправено пред една неотложна необходимост: развитието на нови перспективни подходи за борба с инфекциите при намаляване на риска от развитието на лекарствена резистентност. Успоредно с търсенето на нови антибиотици вниманието се насочва към разработката на нетрадиционни основни или съпътстващи средства за терапия. Важна нова концепция, която все повече привлича интерес, е т.нар. антивирулентна терапия. В основата на тази концепция е възможността вместо да убиваме микроорганизмите (което е причина за селекционирането на резистентни щамове), да бъде потисната тяхната вирулентност и експресията на фенотипове, свързани с нея. Очаква се по този начин при развитието на инфекция да се ограничи способността на бактериите да използват адаптивните си механизми за оцеляване и завземане на нови ниши. В рамките на тази концепция, настоящият проект има за цел разработването на нови средства за потискане на вирулентността на бактериите. Фокусът поставяме върху възможностите за въздействие върху регулаторните механизми на вирулентността чрез т.нар. кворум сенсинг (КС) и върху образуването на многоклетъчни бактериални съобщества – биофилми, в които бактериите са предпазени както от достъпа на антибактериални препарати, така и от защитните механизми на макроорганизма. В проекта ще се разработват два типа агенти с антивирулентен потенциал. Едните представляват нови полимерни наноструктурирани материали, способни да атакуват и разрушат бактериалните биофилми в отсъствието или присъствието на натоварени в тях активни субстанции. Очакваме разработеният нов дизайн на тези полимерни материали да им даде възможност да взаимодействат с екзополимерите на биофилма и да нарушат неговата здравина. Така, например при натоварване с антибиотик, следва ефективните антибиофилмни дози да бъдат съществено понижени, а антибиофилмната активност – силно повишена. Другата група реагенти с очаквани антивирулентни свойства ще търсим сред нискомолекулните метаболити на различни лечебни растения. На настоящия етап добра перспектива очакваме при сесквитерпеновите лактони поради структурните им сходства с хомосерин лактоновите сигнали от КС на бактериите. Не бива обаче да се пренебрегва потенциалът на други групи съединения при потискането на КС и биофилм образуването. Методологично, изследванията включват начален широкомащабен скрининг и последващо идентифициране на активностите при различни нива на пречистване. За осъществяване на целите на проекта е сформиран мултидисциплинален екип от специалисти по полимери, фитохимия, микробиология, клетъчна биология и имунология. Новосинтезираните агенти и фитомолекули ще бъдат изследвани с два типа скрининг протоколи – за проверка на ефектите върху КС и образуването на биофилми. Следва проверка на биосъвместимостта на перспективните препарати чрез тестове за цитотоксичност. Веществата, показали обещаващ потенциал и ниска цитотоксичност, ще са предмет на последващ комплексен ин ситу анализ, включващ ефектите върху виталността на микробите, механизмите на действие, структурните ефекти върху отделните клетки и биофилма. Анализите ще се проведат първоначално върху моделни щамове Грам-положителни и Грам отрицателни микророрганизми. Валидността на наблюдаваните явления впоследствие ще проверяваме върху клинични изолати – уропатогенни E. coli, муковисцидозни изолати от P. aeruginosa, MRSA. Със селектирани перспективни химични агенти ще се проведат и ин виво тестове върху миши модел на кожни биофилмни инфекции. Очаква се в резултат на комплексните мултидисциплинарни изследвания да бъдат идентифицирани нови перспективни средства за антивирулентни въздействия.