Moleküler Matkaplar Tarafından Yok Edilen Ölümcül ‘Antibiyotiklere Dirençli Bakteriler’
Fotoğraf : Klebsiella bakteri illüstrasyon (stok görüntü).
Moleküler matkaplar, neredeyse tüm antibiyotiklere direnç geliştiren ölümcül bakterileri hedefleme ve yok etme yeteneği kazanmıştır. Bazı durumlarda, matkaplar antibiyotikleri bir kez daha etkili hale getirir.
Rice Üniversitesi, Teksas A&M Üniversitesi, Biola Üniversitesi ve Durham (İngiltere) Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, kimyager James Tour’un Rice laboratuvarında geliştirilen motorlu moleküllerin antibiyotiğe dirençli mikropları dakikalar içinde öldürmede etkili olduğunu gösterdi.
Tour, “Bu süper böcekler 2050 yılına kadar kanseri de sollayarak, yılda 10 milyon kişiyi öldürebilir.” “Bunlar kabus bakterileri; hiçbir şeye cevap vermiyorlar.”
Motorlar bakterileri hedefler ve ışıkla aktive olduktan sonra dış kısımlarından girerler.
Bakteriler, antibiyotikleri kilitleyerek antibiyotiklere direnmek için gelişebilirken, bakterilerin moleküler tatbikatlara karşı hiçbir savunması yoktur. Matkaplar tarafından yapılan açıklıklardan geçebilen antibiyotikler bir kez daha bakteriler için öldürücüdür.
Araştırmacılar sonuçlarını American Chemical Society dergisi ACS Nano’da bildirdi .
Tour ve Durham’daki Royal Society Üniversitesi Araştırma Üyesi ve bu yeni makalenin ortak yazarı Robert Pal, 2017’de hücrelerin delinmesi için moleküler matkapları tanıttı. Matkaplar ışık ile etkinleştirildiğinde saniyede 3 milyon devirde dönmesi istenebilen kürek benzeri moleküllerdir.
Önde gelen bilim adamı Jeffrey Cirillo ve şu anda Biola’da olan eski Rice araştırmacısı Richard Gunasekera’nın Teksas A&M laboratuarı tarafından yapılan testler, Klebsiella pneumoniae‘yi birkaç dakika içinde etkili bir şekilde öldürdü . Hedeflenen bakterilerin mikroskobik görüntüleri, motorların hücre duvarlarını nerede deldiklerini gösterdi.
“Bakterilerin sadece lipit iki tabakası yoktur,” dedi Tour. “Bunları birbirine bağlayan şekerli çift iki tabakası ve proteinleri var, bu yüzden bir şeyler normalde bu çok sağlam hücre duvarlarından geçmiyor. Bu yüzden bu bakterileri öldürmek çok zor. Ama bu moleküler matkaplar gibi bir makineye karşı savunma yapmaları mümkün değil, çünkü bu kimyasal bir etki değil mekanik bir eylemdir. ”
Motorlar ayrıca K. pnömoninin, bakterilerin direnç geliştirdiği antibakteriyel bir ilaç olan meropeneme duyarlılığını arttırdı. “Bazen, bakteriler bir ilacı anladığında içeri girmesine izin vermez,” dedi Tour. “Diğer zamanlarda bakteriler ilacı içeri alıp devre dışı bırakarak yenerler.”
Meropenem’in eskisine bir örnek olduğunu söyledi. “Şimdi hücre duvarından geçebiliriz,” dedi Tour ve devam etti: “Bu, moleküler matkaplarla birlikte kullanılarak etkisiz antibiyotiklere yeni bir hayat verebilir.”
Gunasekera, sadece küçük bir nanomakineler konsantrasyonuyla hedeflenen bakteri kolonilerinin hücrelerin% 17’sini öldürdüğünü, ancak meropenem ilavesiyle% 65’e yükseldiğini söyledi. Motorları ve antibiyotiği daha da dengeledikten sonra, araştırmacılar pnömoniye neden olan patojenin% 94’ünü öldürebildi.
Tour, nanomakinelerin, stafilokok aureus MRSA, klebsiella veya psödomonas gibi bakterilerin neden olduğu cilt, yara, kateter veya implant enfeksiyonlarının ve bağırsak enfeksiyonlarının tedavisinde en acil etkilerini görebileceğini söyledi. “Deride, akciğerlerde veya GI kanalında, bir ışık kaynağı ekleyebileceğimiz her yerde, bu bakterilere saldırabiliriz” dedi. “Ya da kan içeren ışıklı bir dış kutudan kan akabilir ve sonra kan yoluyla taşınan bakterileri öldürmek için vücuda geri dönebilir.”
“İlk olarak yara ve implant enfeksiyonlarını tedavi etmekle çok ilgileniyoruz,” dedi Cirillo. “Ancak bu ışık dalga boylarını pnömoni, kistik fibroz ve tüberkülozdan çok sayıda ölüme neden olan akciğer enfeksiyonlarına ulaştırmanın yollarına sahibiz, bu nedenle aynı zamanda solunum yolu enfeksiyonu tedavileri geliştireceğiz.”
Gunasekera idrar yolu enfeksiyonlarına neden olan mesane kaynaklı bakterilerin de hedef alınabileceğini kaydetti.
Bu makale, bu hafta Tour laboratuvarı tarafından yayınlanan ve mikroskobik nanomakinelerin hastalığı tedavi etme yeteneğini geliştiren iki makaleden biridir. ACS Uygulamalı Malzeme Arabirimlerinde ortaya çıkan diğer makalede ise, Rice ve Texas Üniversitesi MD Anderson Kanser Merkezi’ndeki araştırmacılar, daha önce kullanılan ultraviyole ışığından ziyade görünür ışığa tepki veren makinelerle pankreas kanseri hücrelerinin laboratuvar örneklerini hedeflediler ve saldırdılar. Tour, “Bu, başka bir büyük ilerlemedir, çünkü görünür ışık çevreleyen hücrelere çok fazla zarar vermeyecektir.” dedi
Kaynak: sciencedaily.com
