Particulele artificiale pot înlocui antibioticele în viitor

În prezent, există o nevoie urgentă de noi abordări pentru a combate bacteriile patologice, ca o amenințare globală la creșterea rezistenței la medicamente înainte de rata la care suntem capabili de a produce noi antibiotice pentru a lupta impotriva infectiilor mortale, cum ar fi tuberculoza.

Cercetatorii au experimentat cu fagemide, concepute pentru a distruge Escherichiacoli, iar acum intenționează să dezvolte un spectru mai larg, care pot distruge alte bacterii patologice.

Acum, cercetătorii din domeniul biologiei sintetice rezolva această problemă într-un mod diferit. Oamenii de știință au dezvoltat particule numite „fagemide“, care sunt incluse în bacterii patologice țintă și eliberarea toxinelor pe care le ucide.

Într-un articol din oamenii de știință NanoLetters jurnal, condus de cercetatorii de la Massachusetts Institute of Technology din Cambridge, a descris modul în care modelul particulelor lor în bacteriofagi - virusuri care infectează și ucide bacteriile.

Spre deosebire de antibioticele cu spectru larg, bacteriofagii sunt ghidate de anumite bacterii, lasand bacteria intacte. Aceste medicamente au fost folosite timp de mai mulți ani în diferite țări - de exemplu, cei care au făcut parte din Uniunea Sovietică.

Dar dezavantaj al acestui tratament a fost că bacteriofagii utilizate pot avea efecte secundare. Cercetator Plumb James Collins, profesor de inginerie medicală la Massachusetts Institute of Technology, explica: „Bacteriofagele ucide bacteriile prin liza celulelor sau care le determină să se rupă. Dar acest lucru este problematic, deoarece poate duce la eliberarea toxinelor din bacterii. "

„Toxinele care sunt eliberate în distrugerea bacteriilor patologice pot cauza septicemie și chiar moartea în unele cazuri, - a adăugat el - Sepsis - este atunci când infecția cauzează reactie exagerata a sistemului imunitar, cauzând inflamație pronunțată, umflarea și coagularea sângelui.“

Fagemide infecta bacterii țintă plasmidele

In locul de munca anterioare, cercetatorii au creat un bacteriofag, care eliberează proteine ​​care cresc eficacitatea antibioticelor fără distrugerea celulelor bacteriene.

In noul studiu, cercetatorii au creat particule care lucreaza in acelasi mod - ele sunt de direcționare și de ucidere a anumitor bacterii, fără a provoca distrugerea celulelor lor și eliberarea toxinelor lor.

Oamenii de știință numesc aceste particule „fagmid“, deoarece acestea infecta tinta bacterii plasmidele - molecule de ADN mici, care se pot replica in interiorul celulei.

Folosind biologia sintetică, cercetătorii au creat o plasmidă pentru exprimarea proteinelor și peptidelor (lanț de amino acizi mai scurte), care au fost toxice pentru celulele bacteriene. Toxinele au fost destinate să rupă procesele celulare cheie, cum ar fi replicarea, cauzand celulele bacteriene să moară fără a se rupe.

Oamenii de știință au testat sistematic un număr mare de peptide și a toxinelor, și a arătat cum, atunci când unele dintre ele sunt unite în fagemide, ei ucid majoritatea celulelor bacteriene din cultura.

Profesorul Collins explica chtomMetod dezvoltat de cercetători, foarte bine direcționate - atacă numai anumite tipuri de bacterii, ceea ce înseamnă că îl puteți folosi pentru tratamentul bolilor infecțioase, fără a afecta restul microbiome.

Rezistența este probabil să se dezvolte încet

Cercetatorii spun ca expunerea la fagemide nu par să provoace o dezvoltare semnificativă a rezistenței, sugerând că câteva cursuri fagemide de tratament pentru a obține cel mai bun efect poate fi efectuată.

Profesorul Collins a spus că se așteaptă ca bacteriile, in cele din urma, poate deveni rezistent, dar este probabil că această rezistență va crește mai lent decât cu bacteriofagi.

El prezice utilizarea fagemidelor cu teste de diagnostic rapid, care sunt în prezent în curs de dezvoltate, care va permite medicilor pentru a trata boli infectioase specifice, si a explicat: „Puteți efectua mai întâi un test de diagnosticare rapida pentru detectarea bacteriilor, care este pacientul, apoi atribuiți fagemidului corespunzătoare pentru distrugerea agenților patogeni. "

Oamenii de știință au experimentat cu fagemide, proiectat pentru a distruge Escherichiacoli, iar acum intenționează să dezvolte un spectru mai larg, care pot distruge agenții patogeni cum ar fi Clostridiumdifficile și Vibriocholerea (bacterie care provoaca holera).

Alfonso Jaramillo, profesor de biologie sintetica la Universitatea din Warwick din Marea Britanie, care nu a fost implicat in studiu, spune ca oamenii de stiinta au creat o metodă îmbunătățită de terapie fagi, care poate înlocui antibioticele în viitor.