Kontrolirana terapija s fagi za usmerjanje na patogene, odporne na zdravila

Boj proti patogenom, odpornim na zdravila, ostaja intenziven. Medtem ko poročilo centrov za nadzor bolezni (CDC) o največjih grožnjah za leto 2019 razkriva splošno zmanjšanje smrti zaradi mikrobov, odpornih na zdravila, v primerjavi s prejšnjim poročilom (2013), agencija opozarja tudi, da so nove oblike patogenov, odpornih na zdravila, še vedno nastajajoče.

Medtem pa možnosti za zdravljenje okužb s temi mikrobi se zmanjšujejo, potrditev skrbi zdravnikov in znanstvenikov o koncu starosti antibiotikov.

Vedeli smo, da bo to že zgodaj problem. V bistvu takoj, ko so odkrili penicilin, nekaj let kasneje so poročali, da obstaja odporen organizem. "

Irene Chen, Profesor kemije in biokemije na UC Santa Barbara

Zaradi dejavnikov, kot sta horizontalni prenos genov in hitra reprodukcija, organizmi, kot so gram-negativne bakterije, se lahko razvijajo hitreje, kot jih lahko proizvedemo za zatiranje antibiotikov.

Tako Chen in njena raziskovalna skupina iščeta alternative antibiotikom, v vse večjih prizadevanjih, da bi preprečili plimo neozdravljivih bakterijskih okužb. Pri svojem delu skupina se je obrnila na bakteriofage, naravno prisotna skupina virusov, ki naseljujejo bakterije.

"To je njihova naravna funkcija, res, za rast in ubijanje bakterij, "je rekel Chen, avtor prispevka, ki se pojavi v Zbornik Nacionalne akademije znanosti . Z izkoriščanjem sposobnosti bakteriofagov, da zadržijo specifične bakterije, ne da bi poškodovali preostali mikrobiom, raziskovalci so lahko uporabili kombinacijo zlatih nanorodic in skoraj infrardeče svetlobe za uničenje celo bakterij, odpornih na več zdravil, brez antibiotikov.

Fag terapija ni nova, Je rekel Chen. Pravzaprav, v nekdanji Sovjetski zvezi in Evropi so ga uporabljali že približno stoletje, čeprav jih v veliki meri obravnavajo kot zadnjo možnost antibiotikov. Med nerešenimi vprašanji terapije s fagi je nepopolna opredelitev biologije fagov - biologije, ki bi lahko omogočila nenamerne posledice zaradi hitre evolucije in razmnoževanja fagov, pa tudi potencialne toksine, ki jih lahko nosijo virusi. Drugo vprašanje je vidik fag terapije vse ali nič, je dodala.

"Težko je analizirati učinek zdravljenja s fagi, "je rekla." Morda boste videli, da bo popolnoma delovalo, ali pa bo popolnoma neuspešno, vendar nimate takega odziva na odmerek, ki ga želite. "

Za premagovanje teh izzivov, laboratorij Chen je razvil metodo nadzorovane terapije s fagi.

"Kar smo storili, je bilo konjugirati fage z zlatimi nanorodicami, "je pojasnila. Ti" fanorodi "so bili uporabljeni za bakterije na kulturah in vitro celic sesalcev in nato izpostavljeni bližnji infrardeči svetlobi.

"Ko so ti nanožigalniki foto-vznemirjeni, prevajajo energijo iz svetlobe v toploto, "Chen je rekel, "in to ustvarja zelo visoke lokalne temperature."

Toplota je dovolj, da ubije bakterije, in ubija tudi fage, preprečevanje kakršnega koli neželenega nadaljnjega razvoja. Rezultat je vodena raketa ciljne terapije s fagi, ki omogoča tudi nadzor nad odmerkom. Laboratorij je uspel uničiti E. coli, P. aeruginosa in V. cholerae - človeški patogeni, ki povzročajo akutne simptome, če jih ne obvladamo. Uspešno so uničili tudi X. campestris, bakterija, ki povzroča gnilobo v rastlinah.

V sodelovanju s strojno inženirko UC Santa Barbara Beth Pruitt, laboratorij je ugotovil, da čeprav je toplota uspešno uničila bakterije in fag, preživelo je več kot 80% celične kulture sesalcev pod bakterijskim biofilmom.

"To vprašanje, ali poškoduje tkiva sesalcev, je zelo pomembno, "Je dejal Chen." Delo na področju nanotehnologije in nanomedicine pri zdravljenju bakterijskih okužb kaže, da kadar ni ciljno usmerjeno, res obremenjuje okoliška tkiva. "

Laboratorij namerava raziskati druge možne fage za boj proti drugim bakterijam, morda inženiring fototermalne metode, ki bi lahko zdravila več bakterijskih okužb.

• Oftalmologi na gori Sinaj delijo nasvete za zgodnje odkrivanje glavkoma
• Študija ugotavlja, da hrana selektivno vpliva na črevesne mikrobe