Nanoméretű fecskendőszerű bakteriális szerkezetek használhatók új gyógyszerek szállítására

Azzal, hogy a csőférgeket lekaparja a hajók aljáról a San Diego -i kikötőben, hogy tanulmányozza őket, A San Diego -i Állami Egyetem kutatói felfedezték, hogy egy jótékony baktérium, amely segíti őket a kolóniák létrehozásában, szintén áldás lehet az emberi egészségre, mert ugyanez a folyamat már az emberi bélben is lejátszódhat.

Ha megvizsgálja ezt a baktériumot, amely metamorfózist okoz a szerény csőférgességben, az SDSU tengeri mikrobiológusai felfedezték, hogy az általa előállított nanoméretű fecskendőszerű szerkezetek - a hatásuk miatt Halálcsillagnak becézett szerkezet - a jövőben felhasználhatók új terápiák vagy vakcinák szállítására az emberek célsejtjeibe és szöveteibe.

Csőférgek ( Hydroides elegans ) apró tengeri lények, kemény kagylóval, amelyek sok bajt és gazdasági veszteséget okoznak a hajó- és hajótulajdonosoknak. Ragaszkodnak a csónakok aljához, és hüvelyk vastag kérges rétegeket képeznek, és más gerincteleneket is vonzanak, mint a szarvascsontot, amely aztán rájuk képződik. Ez az úgynevezett „biológiai szennyeződés” további súlyhoz és nagyobb üzemanyag -fogyasztáshoz vezet. Így, az Egyesült Államok haditengerészetétől a hajózási és hajóépítőiparig mindenki érdeklődik, hogy megtudja, hogyan teszik ezt, és mit lehet tenni annak megelőzése érdekében.

A tengeri kutatások jelentős felfedezésekhez vezettek

Nicholas Shikuma az SDSU -tól több éve tanulmányozza a tubusférgeket laboratóriumában tanuló diákokkal, hogy pontosan megértsék, miért vonzzák őket az óceán bizonyos helyeire, ahol gyarmatokat alapítanak.

Mások korábbi kutatásai azt mutatták, hogy a korallzátonyokhoz hasonlóan tengeri sün és tengeri spricc, a csőférgeknek is kedvező környezetre volt szükségük a szaporodáshoz, így jellemzően olyan területekre vonzódtak, ahol egészséges baktériumpopuláció található, mint pl Pseudoalteromonas , jótékony baktérium. Shikuma felfedezte, hogy a baktériumnak metamorfózissal összefüggő kontraktilis szerkezetei (MAC) vannak - fecskendőszerű szerkezetek, amelyek tartalmat fecskendeznek a csőférgek lárváiba, fiatalkori férgekké alakítani.

Amit ő és tudós társai nem tudtak, az az volt, hogy a MAC -k biokémiai anyagot fecskendeznek a csőférgességbe, hogy metamorfózist okozzanak és ragaszkodjanak a hajóhéjakhoz. Shikuma laboratóriuma krioelektronomográfiás képalkotással vizsgálta a halálcsillag alakú befecskendező rendszerek szerkezetét és tömbjeit, amelyeket a baktérium szabadít fel.

Felfedezték, hogy a fecskendő szerkezete új effektorfehérjét tartalmaz, Mif1, amely szabályozza a biológiai aktivitást a csőférgek gazdájában, és ez a fehérje felelős a metamorfózis kialakulásáért.

Sok kórokozó termeli ezeket a fecskendő szerkezeteket, amelyek jellemzően betegségeket okoznak. De most először fedeztünk fel olyan baktériumokat, amelyek a fecskendőt szimbiotikus célokra használják. "

Nicholas Shikuma, SDSU

Fecskendők lopása a fágokból, de jó ügy érdekében

A MAC -k hasonlítanak a bakteriofágokon - baktériumokat megfertőző vírusokon - található hasonló fecskendőszerkezetekre, és az evolúció során, a baktériumok „ellopták” ezt a szerkezetet a fágokból, és jól hasznosították.

"A fágok általában ezekkel a struktúrákkal támadják meg a baktériumokat, de ahelyett, hogy más baktériumok megfertőzésére használnák, az Pseudoalteromonas most más állatokkal való interakcióra használja, például csőférgek, rovarok, és egér sejtek, - mondta Shikuma.

"A MAC -k akkor jönnek létre, amikor a baktériumok sejtlízist végeznek - amikor a sejtek felrobbantják magukat -, és az ezt elkövető baktériumok elpusztulnak, így ez majdnem olyan, mint az önzetlenség, mert a baktériumpopuláció többi tagjának hasznára válik. "

Ebben a törzsben nem minden baktérium termel MAC -okat, 50 -ből csak egy tesz ilyet, de mivel ezermilliárdokat tudunk előállítani ezekből a baktériumokból, az ellátás nem lesz probléma, és több közülük úgy tervezhető, hogy MAC -eket állítson elő, elmagyarázta.

Az eredményeket szeptember 17 -én teszik közzé eLife folyóirat, és kövesse nyomon a Shikuma laboratóriumában nemrég megjelent publikációt, amely ben jelent meg Cellajelentések idén júniusban, amely azt vizsgálta, hogy ez a baktérium hogyan hat kölcsönhatásba in vitro a rovar- és egérsejtekkel. Ez a dokumentum megmutatta, hogyan lehet a mikroszkopikus fecskendő szerkezetét módosítani olyan hasznos terhelésekkel, amelyek potenciálisan terápiákat vagy vakcinákat hordozhatnak.

Shikuma ideiglenes szabadalmat szerzett mindkét tanulmány megállapításaira, a MAC -k felhasználásával módosított fehérjék szállítására. Következő lépésként, laboratóriumában végzett jelenlegi kutatás magában foglalja a Human Microbiome Project bányászati ​​adatait annak kiderítésére, hogy nekünk embereknek ugyanaz a bakteriális fecskendő szerkezete van -e a bélünkben, amely felhasználható a terápiás célokra.

• A kullancsok többféle betegséget hordoznak,
• A bél bakteriális változásai befolyásolják a lupus kezelés eredményeit a terhesség alatt