Среда, 21 февраля, 2024
ДомойЗдоровьеЧудо, убивающее бактерии: ученые разрабатывают полимеры, которые побеждают устойчивые к антибиотикам супербактерии

Чудо, убивающее бактерии: ученые разрабатывают полимеры, которые побеждают устойчивые к антибиотикам супербактерии

- Advertisement -

Ученые разработали новое семейство полимеров, которое эффективно убивает бактерии, включая кишечную палочку и MRSA, не вызывая устойчивости к антибиотикам. Этот прорыв, предполагающий междисциплинарное сотрудничество, знаменует собой значительный шаг в борьбе с угрозой общественному здравоохранению, которую представляют супербактерии. Фото: SciTechDaily.com

Доктор Квентин Мишодель и его исследовательская группа создали новое семейство полимеров, способных убивать бактерии, не вызывая устойчивости к антибиотикам. Это важный шаг в борьбе с такими супербактериями, как кишечная палочка и MRSA.

Устойчивые к антибиотикам бактерии стали быстро растущей угрозой для общественного здравоохранения. По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний США, ежегодно на их долю приходится более 2,8 миллиона инфекций. Без новых антибиотиков даже обычные травмы и инфекции могут стать смертельными.

Теперь ученые стали на шаг ближе к устранению этой угрозы благодаря сотрудничеству под руководством Техасского университета A&M, которое разработало новое семейство полимеров, способных убивать бактерии, не вызывая при этом устойчивости к антибиотикам, разрушая мембраны этих микроорганизмов.

«Новые полимеры, которые мы синтезировали, могут помочь в борьбе с устойчивостью к антибиотикам в будущем, предоставляя антибактериальные молекулы, которые действуют через механизм, против которого бактерии, по-видимому, не развивают устойчивость», — сказал доктор Квентин Мишодель, доцент кафедры химии и руководитель исследователя в исследовании, опубликованном 11 декабря в журнале Труды Национальной академии наук (ПНАС).

Работая на стыке органической химии и науки о полимерах, Лаборатория Мишоделя смогла синтезировать новый полимер, тщательно спроектировав положительно заряженную молекулу, которую можно сшить много раз, чтобы сформировать большую молекулу, состоящую из одного и того же повторяющегося заряженного мотива, используя тщательно отобранный материал. катализатор под названием АкваМет. По словам Мишоделя, этот катализатор оказывается ключевым, учитывая, что он должен выдерживать высокую концентрацию зарядов, а также быть водорастворимым — особенность, которую он описывает как необычную для этого типа процесса.

Добившись успеха, лаборатория Мишоделя протестировала свои полимеры против двух основных типов бактерий, устойчивых к антибиотикам — кишечной палочки и золотистого стафилококка (MRSA) — в сотрудничестве с группой доктора Джессики Шиффман из Массачусетского университета в Амхерсте. Ожидая этих результатов, исследователи также проверили токсичность своих полимеров в отношении эритроцитов человека.

«Общая проблема с антибактериальными полимерами — отсутствие селективности между бактериями и клетками человека при воздействии на клеточную мембрану», — объяснил Мишодель. «Главное — найти правильный баланс между эффективным подавлением роста бактерий и неизбирательным уничтожением нескольких типов клеток».

Мишодель считает, что междисциплинарный характер научных инноваций и щедрость преданных своему делу исследователей в кампусе Техасского университета A&M и в стране являются факторами успеха его команды в определении идеального катализатора для сборки их молекул.

«Этот проект разрабатывался несколько лет, и он был бы невозможен без помощи нескольких групп, а также наших сотрудников из Массачусетского университета», — сказал Мишодель. «Например, нам пришлось отправить несколько образцов в лабораторию Леттери в Университете Вирджинии, чтобы определить длину наших полимеров, что потребовало использования прибора, который есть в немногих лабораториях в стране. Мы также чрезвычайно благодарны [biochemistry Ph.D. candidate] Натан Уильямс и доктор Жан-Филипп Пеллуа здесь, в Texas A&M, которые предоставили свой опыт в нашей оценке токсичности эритроцитов».

Мишодель говорит, что теперь команда сосредоточится на улучшении активности своих полимеров против бактерий — в частности, их селективности в отношении бактериальных клеток по сравнению с клетками человека — прежде чем перейти к в естественных условиях анализы.

«Мы находимся в процессе синтеза множества аналогов с этой захватывающей целью», — сказал он.

Ссылка: «Метатезисная полимеризация с раскрытием цикла Н-метилпиридин-конденсированные норборнены для доступа к антибактериальным катионным полимерам основной цепи» Сары Н. Хэнкок, Наттавут Юнтаваттана, Эмили Диеп, Арунава Майти, Ан Тран, Джессика Д. Шиффман и Квентин Мишодель, 11 декабря 2023 г., Труды Национальной академии наук.
DOI: 10.1073/pnas.2311396120

Статья команды, в которой участвует член лаборатории Мишоделя и доктор философии по химии Техасского университета A&M. выпускницу доктора Сару Хэнкок ’23 года в качестве первого автора, можно просмотреть в Интернете вместе с соответствующими рисунками и подписями. Другими ключевыми сотрудниками лаборатории Мишоделя являются аспирант по химии Ан Тран ’23, докторант доктор Арунава Майти и бывший постдокторант доктор Наттавут Юнтаваттана, который сейчас является доцентом кафедры материаловедения в Университете Касетсарт в Таиланде.

Это исследование финансировалось в первую очередь Мишоделем. Национальные институты здоровья Премия за максимальное увеличение исследований следователей (MIRA) от Национального института общих медицинских наук.

Уроженец Ла-Рошели, Франция, Мишодель поступил на химический факультет Техасского университета A&M в 2018 году и занимает совместную должность на кафедре материаловедения и инженерии. Помимо награды NIH MIRA в 2020 году, его карьерные награды на сегодняшний день включают премию Национального научного фонда за развитие ранней карьеры преподавателей (CAREER) 2022 года, премию молодого исследователя Американского химического общества «Полимерные материалы: наука и техника» (PMSE) 2022 года и премию Тиме 2021 года. Премия химических журналов.

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме