Manipulerte partikler "kan bli fremtidens antibiotika"


Manipulerte partikler

Det er et presserende behov for nye tilnærminger til bekjempelse av skadelige bakterier, ettersom den globale trusselen om økende stoffresistens ser ut til å overskride den hastigheten der vi kan produsere nye antibiotika for å bekjempe dødelige infeksjoner som tuberkulose.

Teamet har eksperimentert med fagmider designet for å drepe E. coli og planlegger å utvikle et bredere utvalg som kan drepe andre skadelige bakterier.

Nå har forskere innen syntetisk biologi tatt opp denne utfordringen på en annen måte. De har konstruert partikler kalt "fagmider" som kommer inn i målrettede skadelige bakterier og frigjør toksiner som dreper dem.

Skriver i journalen Nano Letters , Beskriver teamet, ledet av forskere fra Massachusetts Institute of Technology (MIT) i Cambridge, hvordan de modellerte sine partikler på bakteriofager - virus som smitter og dør bakterier.

Til forskjell fra bredspektret antibiotika, målretter bakteriofager spesifikke bakterier mens de forlater vennlige bakterier intakt. De har blitt brukt i mange år i forskjellige land - for eksempel i de som var i det tidligere Sovjetunionen.

Men ulempen med behandlinger som bruker bakteriofager er at de kan ha skadelige bivirkninger, som lederforsker James Collins, en MIT professor i medisinsk ingeniørfag, forklarer:

"Bakteriofager dreper bakterier ved å lysere cellen, eller forårsake at den brister. Men dette er problematisk, da det kan føre til frigjøring av ekkel toksiner fra cellen."

Giftene som slippes ut når de skadelige bakteriene brister, kan forårsake sepsis, og til og med døden i noen tilfeller legger han til. Sepsis er der infeksjonen fører til at immunsystemet går inn i overdrive, noe som utløser utbredt betennelse, hevelse og blodpropp.

Fagemider infiserer målrettede bakterier med konstruerte plasmider

I tidligere arbeid hadde teamet allerede konstruert bakteriofager som ga ut proteiner som økte effektiviteten av antibiotika uten å spre bakteriecellene.

For den nye studien utviklet forskerne en partikkel som fungerer på en lignende måte - den målretter og dreper bestemte bakterier, uten at cellene brister og slipper ut giftstoffer.

De kaller partiklene "fagmider" fordi de infiserer målbakteriene med plasmider - små DNA-molekyler som kan kopiere seg inne i cellene.

Ved hjelp av syntetisk biologi konstruerte teamet plasmidene for å uttrykke proteiner og peptider - kortkjente aminosyrer - som er giftige for bakteriell vertscelle. Toksinene er utformet for å forstyrre viktige celleprosesser som for eksempel replikasjon, med den virkning at bakteriecellen dør uten å sprekke.

Teamet testet systematisk en rekke peptider og toksiner, og viste hvordan noen av dem kombineres i fagemidene, de dreper de aller fleste bakterielle celler i en kultur.

Metoden de har utviklet er svært målrettet - den angriper bare bestemte bakteriearter, noe som betyr at du kan bruke den til å behandle en infeksjon uten å skade resten av mikrobiomet, forklarer prof. Collins.

Motstand sannsynligvis utvikle seg sakte

Forskerne sier at eksponering mot fagmidene ikke syntes å få bakteriene til å utvikle noen betydelig motstand, noe som tyder på at flere runder fagmider kunne leveres for å få en mer effektiv behandling.

Prof. Collins sier at han forventer at bakteriene til slutt vil bli resistente, men sannsynligvis mye langsommere enn de ville etter gjentatt bruk av bakteriofager.

Han ser fagmidlene som brukes sammen med hurtige diagnostiske verktøy, som for tiden er i utvikling, som vil tillate leger å behandle bestemte infeksjoner og forklarer:

Du vil først kjøre en rask diagnostisk test for å identifisere bakteriene pasienten din har, og deretter gi passende fagemid for å drepe patogenet."

Teamet har eksperimentert med fagmider som er designet for å drepe Escherichia coli Og planlegger nå å utvikle et bredere utvalg som kan drepe patogener som Clostridium difficile og Vibrio cholerea - bakterien som forårsaker kolera

Alfonso Jaramillo, professor i syntetisk biologi ved University of Warwick i Storbritannia - som ikke var involvert i forskningen - sier forskerne har skapt en forbedret fagbehandling som kan bli fremtidens antibiotika.

Tidligere i år, Medical-Diag.com Lærte hvordan forskere identifiserte en enkel måte å optimalisere dosering av antibiotika som kunne gjenopplive et helt arsenal av førstegangs-legemidler og bevare antibiotika i kampen mot narkotika-resistente bakterier.

Lazer Team (Video Medisinsk Og Faglig 2020).

§ Problemer På Medisin: Sykdom