文化传媒

当前位置:分分彩个位必中规律 > 文化传媒 > 麻省理工学院工程师设计一种新的抗细菌武器

麻省理工学院工程师设计一种新的抗细菌武器

发布时间:2018-05-16 点击量:7

em国际工程师团队开发出一种抗微生物肽,可以破坏多种类型的细菌,包括对大多数抗生素有抗药性的细菌。 / em

在过去的几十年中,许多细菌已经对现有抗生素产生抗药性,并且很少有新药出现。英国抗微生物药物耐药性委员会最近的一项研究估计,到2050年,如果没有开发新药,抗生素抗药性细菌感染将每年杀死1000万人。

为了帮助重建抗传染性疾病的武库,许多科学家正在转向自然产生的抗菌肽,这种抗菌肽不仅可以杀死细菌,还可以杀死其他微生物,如病毒和真菌。麻省理工学院,巴西利亚大学和英属哥伦比亚大学的一个研究小组现在设计了一种抗菌肽,可以破坏多种类型的细菌,包括对大多数抗生素有抗药性的细菌。

“我们的主要目标之一是提供解决方案,以抗击抗生素耐药性,”麻省理工学院博士后Cesar de la Fuente说。 “这种多肽令人兴奋,因为它为治疗这些感染提供了一种新的替代方法,预计每年会比包括癌症在内的我们社会中的其他任何死因造成更多的人死亡。”

De la Fuente是新研究的通讯作者,其主要作者之一,以及巴西利亚大学博士后Osmar Silva和不列颠哥伦比亚大学博士后Evan Haney。麻省理工学院电气工程与计算机科学副教授,生物工程专业的Timothy Lu也是该论文的作者,该论文出现在11月2日的 em Scientific Reports / em期。

改善自然

由所有生物体产生的抗菌肽作为其免疫防御的一部分,以几种不同的方式杀死微生物。首先,他们在侵略者的细胞膜上挖洞。一旦进入,它们可以破坏几种细胞目标,包括DNA,RNA和蛋白质。

这些多肽还具有另一个将它们与传统抗生素区别开来的关键能力:它们可以招募宿主的免疫系统,召集称为白细胞的细胞,分泌有助于杀死入侵微生物的化学物质。

科学家们一直在努力尝试将这些肽作为抗生素的替代品,因为细菌会对现有药物产生抗药性。天然存在的肽可以由20种不同的氨基酸组成,因此它们的序列有很大的可能变化。

“你可以调整他们的序列,以便你可以调整他们的特定功能,”德拉富恩特说。 “我们有计算能力去尝试产生能够进入临床并对社会产生影响的疗法。”

在这项研究中,研究人员开始使用一种名为clavanin-A的天然存在的抗菌肽,该抗菌肽最初是从被称为被囊动物的海洋动物中分离出来的。肽的原始形式杀死许多类型的细菌,但研究人员决定尝试设计它以使其更有效。

抗菌肽具有带正电荷的区域,可以让它们穿透细菌细胞膜,并具有疏水性拉伸,可以与膜相互作用并易位。研究人员决定增加一个五个氨基酸的序列,使这些肽更加疏水,希望能提高其杀伤能力。

这种新的肽,他们称为clavanin-MO,对许多细菌菌株非常有效。在小鼠的试验中,研究人员发现它可以杀死大肠杆菌菌株 / em和 em金黄色葡萄球菌 / em对大多数抗生素耐药。

“通过使用由此设计的分子,受感染的动物可以从标准抗生素治疗无法治疗(因而致命)的感染中获救。无论这种特定化合物在短期内是否能够进入医院,将杀手活性与免疫调节剂特性合并的策略为处理现象性AMR [抗微生物药物耐药性]问题开辟了新的途径,“研究小组的Victor de Lorenzo说道。马德里国家生物技术中心的领导,他没有参与这项研究。

抑制败血症

这些肽的另一个关键优势是,虽然它们募集免疫细胞来对抗感染,但它们也抑制可能导致败血症的过度活跃的炎症反应,这是一种威胁生命的疾病。

“在这个单分子中,你有一种能够杀死微生物的合成肽 - 既敏感又耐药 - 同时可以作为抗炎介质并增强保护性免疫力,”de la Fuente说。

研究人员还发现,这些肽可以破坏某些生物膜,这些生物膜是表面形成的细菌细胞薄层。这提高了使用它们治疗由生物膜引起的感染的可能性,例如绿脓杆菌常常影响囊性纤维化患者的肺部的感染。或者,它们可以嵌入桌面等表面,使其抵抗微生物生长。

这些肽的其它可能的应用包括用于导管的抗微生物涂层,或可用于治疗由金黄色葡萄球菌引起的皮肤感染的软膏。 / em或其他细菌。

如果将这些多肽开发用于治疗用途,研究人员预计它们可用于单独治疗或与传统抗生素一起使用,这将使细菌难以产生耐药性。研究人员正在研究是什么让工程肽比天然发生的肽更有效,并希望能使它们更好。

发表:O.N.Silva等,“An anti-infective synthetic peptide with dual antimicrobial and immunomodulatory activities,”Scientific Reports 6,Article number:35465(2016)doi:10.1038 / srep35465

来源:麻省理工学院新闻Anne Trafton