Manipulerade partiklar "kan bli framtida antibiotika"


Manipulerade partiklar

Det finns ett brådskande behov av nya metoder för att bekämpa skadliga bakterier, eftersom det globala hotet om ökande drogresistens förefaller utgöra den takt som vi kan producera nya antibiotika för att bekämpa dödliga infektioner som tuberkulos.

Teamet har experimenterat med fagmider avsedda att döda E. coli och planerar att utveckla ett bredare sortiment som kan döda andra skadliga bakterier.

Nu har forskare inom syntetisk biologi hanterat denna utmaning på ett annat sätt. De har konstruerat partiklar som kallas "fagmider" som går in i målmedicinska skadliga bakterier och släpper ut toxiner som dödar dem.

Skriva i tidningen Nano Letters Teamet, leds av forskare från Massachusetts Institute of Technology i Cambridge, beskriver hur de modellerade sina partiklar på bakteriofager - virus som smittar och dödar bakterier.

Till skillnad från bredspektrum antibiotika, riktar bakteriofager specifika bakterier samtidigt som de lämnar vänliga bakterier intakta. De har använts i många år i olika länder - till exempel i de som fanns i fd Sovjetunionen.

Men nackdelen med behandlingar som använder bakteriofager är att de kan ha skadliga biverkningar, som ledande utredare James Collins, en MIT professor i medicinsk teknik, förklarar:

"Bakteriofager dödar bakterier genom att lysera cellen, eller orsaka att den spränger. Men det här är problematiskt, eftersom det kan leda till utsläpp av otäcka toxiner från cellen."

De gifter som släpps när de skadliga bakterierna brister kan orsaka sepsis och till och med döden i vissa fall, tillägger han. Sepsis är där infektionen gör att immunsystemet går in i överdrift, utlöser utbredd inflammation, svullnad och blodkoagulering.

Fagemider infekterar riktade bakterier med manipulerade plasmider

I tidigare arbete hade teamet redan konstruerat bakteriofager som frisläppte proteiner som ökade effektiviteten hos antibiotika utan att spränga bakteriecellerna.

För den nya studien utvecklade forskarna en partikel som fungerar på ett liknande sätt - det riktar sig mot och dödar specifika bakterier, utan att cellerna brister och släpper ut sina toxiner.

De kallar partiklarna "fagmider" eftersom de smittar målbakterierna med plasmider - små DNA-molekyler som kan kopiera sig själva inuti celler.

Med hjälp av syntetisk biologi konstruerade gruppen plasmiderna för att uttrycka proteiner och peptider - kortkedjiga aminosyror - som är giftiga för den bakteriella värdcellen. Toxinerna är utformade för att störa centrala cellprocesser, såsom replikation, med den effekt som bakteriecellen dör utan sprängning.

Teamet testade systematiskt en mängd peptider och toxiner och visade hur de dödar de flesta bakteriella cellerna inom en kultur när vissa kombineras i fagmiderna.

Metoden som de har utvecklat är mycket riktade - det angriper bara specifika bakteriearter, vilket innebär att du kan använda den för att behandla en infektion utan att skada resten av mikrobiomen, förklarar Prof. Collins.

Motstånd som sannolikt kommer att utvecklas långsammare

Forskarna säger att expagemang för fagmiderna inte tycks få bakterierna att utveckla något signifikant motstånd, vilket tyder på att flera omgångar av fagmider kan levereras för att få en effektivare behandling.

Prof. Collins säger att han förväntar sig att bakterierna i slutändan blir resistenta, men antagligen mycket långsammare än vad de skulle ha efter upprepad användning av bakteriofager.

Han ser att fagmiderna används tillsammans med snabba diagnostiska verktyg som för närvarande är i utveckling, vilket skulle göra det möjligt för läkare att behandla specifika infektioner och förklarar:

Du skulle först köra ett snabbt diagnostiskt test för att identifiera bakterierna din patient har och sedan ge lämplig fagemid att döda patogenen."

Teamet har experimenterat med fagmider avsedda att döda Escherichia coli Och planerar nu att utveckla ett bredare sortiment som kan döda patogener som Clostridium difficile och Vibrio cholerea - bakterien som orsakar kolera

Alfonso Jaramillo, professor i syntetisk biologi vid University of Warwick i Storbritannien - som inte var inblandad i forskningen - säger att forskarna har skapat en förbättrad fagbehandling som kan bli framtida antibiotika.

Tidigare i år, Medical-Diag.com Lärde sig hur man med hjälp av en datormodell identifierade ett enkelt sätt att optimera doseringen av antibiotika som skulle kunna återuppliva en hel arsenal av första linjedroger och bevara antibiotika i sista hand i kampen mot drogresistenta bakterier.

02. Manipulera fram goda relationer (Henrik Fexeus) (Video Medicinsk Och Professionell 2021).

Avsnitt Frågor På Medicin: Sjukdom