Umetni delci morejo nadomestiti antibiotikov v prihodnosti

Trenutno obstaja nujna potreba po novi pristopi v boju proti patološke bakterije, kot globalno grožnjo rasti odpornosti na zdravilo pred stopnjo, na kateri smo sposobni proizvajati novih antibiotikov za boj proti smrtonosnih okužb, kot je tuberkuloza.

Raziskovalci so eksperimentirali z fagemidi, katerih namen je uničiti Escherichiacoli, zdaj pa nameravajo razviti širši spekter, ki lahko uničijo druge patološke bakterije.

Sedaj raziskovalci na področju sintezne biologije rešiti ta problem na drugačen način. Znanstveniki so razvili delce, imenovane "fagemidi", ki so vključeni v ciljnih patoloških bakterij in sproščanje toksinov, ki jih je ubil.

V članku v reviji NanoLetters znanstveniki, raziskovalci na Massachusetts Institute of Technology v Cambridgeu pod vodstvom opisal, kako so svoj lastni model delcev v bakteriofagov - virusi, ki okužijo in uničujejo bakterije.

V nasprotju z antibiotiki s širokim spektrom, ki bakteriofagi vodijo specifične bakterije, ki zapušča prijazne bakterije nedotaknjen. Te droge so bili uporabljeni za več let v različnih državah - na primer tiste, ki so bile del Sovjetske zveze.

Toda slaba stran tega zdravljenja je, da so lahko uporabljeni bakteriofagi stranskih učinkov. Vodilni raziskovalec James Collins, profesor medicinske tehnike na Massachusetts Institute of Technology, pojasnjuje: "Bakteriofagi ubije bakterije, ki jih lizo celice ali jih povzročajo, da se razpoči. Toda to je problematično, saj lahko privede do sproščanja toksinov iz bakterij. "

"Toksini, ki se sproščajo pri uničevanju bolezenskih bakterij lahko povzroči sepso in celo smrt v nekaterih primerih, - je dodal - sepsa - je, ko infekcija povzroči pretiranih odzivov imunskega sistema, ki povzroča izrazito vnetje, otekanje in zamašitev krvi."

Fagemidi okužijo ciljne bakterije plazmidov

V prejšnjem delu, so raziskovalci ustvarili bakteriofaga, ki sprosti beljakovine, ki povečujejo učinkovitost antibiotikov, brez uničevanja bakterijskih celic.

V novi študiji so raziskovalci ustvarili delcev, ki delujejo na enak način - so ciljanje in ubijanje nekatere bakterije, ne da bi povzročila uničenje njihovih celic in sproščajo svoje toksine.

Znanstveniki klic teh delcev "fagemid", saj okužijo ciljnih bakterij plazmide - majhne molekule DNA, ki se lahko posnemajo znotraj celice.

Z sintezni biologiji, so raziskovalci ustvarili plazmid za ekspresijo proteinov in peptidov (krajše verige aminokislin), ki so toksične za bakterijske celice. Toksini so bili namenjeni, da bi prekinil ključnih celične procese, kot so podvajanje, ki povzročajo bakterijske celice umreti ne da bi poškodovali.

Znanstveniki so sistematično testirajo veliko število peptidov in toksinov, in pokazala, kako, če so nekateri od njih združeni v fagemidi, ubijejo večino bakterijskih celic v kulturi.

Profesor Collins pojasnjuje chtomMetod raziskovalci razvili, zelo ciljno usmerjene - napade le določene vrste bakterij, kar pomeni, da ga lahko uporabljate za zdravljenje infekcijskih bolezni brez škode za preostanek microbiome.

Odpornost je verjetno, da se počasi razvijajo

Raziskovalci pravijo, da izpostavljenost fagemidi ne zdi, da povzroči znatnega razvoja odpornosti, kar pomeni, da se nekaj tečajev fagemidi da se doseže najboljši učinek mogoče izvesti.

Profesor Collins je dejal, da pričakuje, da bakterije, končno, lahko postanejo odporni, vendar je verjetno, da bo ta upor raste počasneje kot z bakteriofagi.

On napoveduje uporabo fagemidi z hitrih diagnostičnih testov, ki so trenutno v razvoju, ki bodo omogočili zdravniki za zdravljenje posebnih nalezljivih bolezni, in pojasnil: "Lahko najprej opraviti hitro diagnostični test za odkrivanje bakterije, ki je vaš bolnik, in nato določite ustrezno fagemid za uničenje patogenov. "

Znanstveniki so eksperimentirali z fagemidi, katerih namen je uničiti Escherichiacoli, zdaj pa nameravajo razviti širši spekter, ki lahko uničijo takšne patogenov kot Clostridiumdifficile in Vibriocholerea (bakterije, ki povzroča kolero).

Alfonso Jaramillo, profesor sintezne biologije na univerzi v Warwicku v Veliki Britaniji, ki ni bila vključena v raziskavo, pravi, da so znanstveniki ustvarili izboljšano metodo zdravljenja fag, ki lahko nadomestijo antibiotikov v prihodnosti.