TTUHSC znanstvenik dobiva američki patent za proizvodnju novih nanoantibiotika

TTUHSC znanstvenik dobiva američki patent za proizvodnju novih nanoantibiotika

Prema Centrima za kontrolu i prevenciju bolesti, više od 2,8 milijuna Amerikanaca oboli od bakterijskih infekcija otpornih na antibiotike svake godine, a oko 35 000 tih pacijenata ne preživi infekciju.

U svojoj potrazi za rješenjima problema otpornosti na antibiotike, dr. sc. Hongjun (Henry) Liang s Odsjeka za fiziologiju stanice i molekularnu biofiziku na Sveučilištu Texas Tech Health Sciences Center (TTUHSC) svoje je istraživanje usredotočio na razvoj novih nanočestica koje se nazivaju nanoantibiotici koji su učinkoviti protiv bakterijskih infekcija, osobito onih koje su otporne na liječenje poznatim antibioticima.

Do danas je Liangov rad rezultirao s nekoliko recenziranih publikacija i, od 26. srpnja, američkim patentom pod nazivom "Hidrofilni nanostrukturirani membranski aktivni antimikrobni lijekovi s visokom aktivnošću, selektivnošću i biorazgradljivošću", koji Liangovom laboratorijskom timu omogućuje proizvodnju novih nanoantibiotika.

Mnogi antibiotici već se koriste u klinikama, a mnogi od njih su prilično učinkoviti za uobičajene infekcije. Ali suočavamo se s ovim sve većim izazovom s MRSA-om (Staphylococcus aureus otporan na meticilin) ​​i drugim vrstama bakterija otpornih na lijekove, bakterijama koje uobičajene infekcije pretvaraju u događaje opasne po život.”

Hongjun (Henry) Liang, Ph.D., Centar za zdravstvene znanosti Sveučilišta Texas Tech (TTUHSC), Odjel za fiziologiju stanice i molekularnu biofiziku

Liang se nada uspostaviti novu generaciju antibiotika koji imaju tri svojstva: mogu ubiti bakterije, a da nisu toksični za zdrave stanice, biorazgradivi su i ekološki razgradivi tako da ne štete normalnim mikrobnim zajednicama u prirodnim staništima i manja je vjerojatnost da će izazvati otpornost.

Prethodna istraživanja pokazala su da sposobnost molekule da odbija vodu (hidrofobnost) i sposobnost privlačenja i otapanja u vodi (hidrofilnost) ima značajan utjecaj na stanice. Liang je rekao da što je tvar hidrofobnija, to je štetnija reakcija koju uzrokuje. Međutim, ne postoji kvantitativni standard za to koliko je hidrofobnost prihvatljiva, dodao je.

"U osnovi, ako povećate hidrofobnost, možete ubiti bakterije", rekao je Liang. "Ali također ubija zdrave stanice, a mi to ne želimo."

U studiji koju je u siječnju 2022. objavioKomunikacija s prirodomLiangov tim razvio je nove hidrofilne nanoantibiotike koji nalikuju sićušnim dlakavim zrncima sastavljenim od mnogo hidrofilnih polimernih četkica nacijepljenih na nanočestice silicija različitih veličina. Ovi sintetski spojevi, koje također proizvodi Liangov laboratorij, dizajnirani su da ubijaju bakterije putem prekidanja membrane, koristeći drugačiji tip preoblikovanja membrane koji oštećuje bakterijske membrane, ali ostavlja stanice sisavaca netaknutima.

Ova studija bila je treća studija o nanoantibioticima koju je objavio laboratorij Liang. Prvi i drugi rad koji objašnjavaju koncept dizajna hidrofilnih nanoantibiotika objavili su ACS Infectious Disease 2017. i Biomacromolecules 2020. Oba su predstavljena kao naslovnice u svojim časopisima, a istaknute su u Chemical & Engineering News.

Naoružan trima objavljenim studijama i patentom, Liang je rekao da se njegov tim sada usredotočio na dvosmjerni pristup razvoju i usavršavanju nanoantibiotika za upotrebu kod pacijenata.

Prvi fokus, koji je Liang opisao kao znanstvenu i istraživačku stranu svojih napora, je zalaganje za klinička ispitivanja. Kako bi započeli ovaj proces, laboratorij Liang prijavit će se za dodatne federalne potpore koje će podržati studije na životinjama i na kraju dovesti do kliničkih ispitivanja na ljudskim pacijentima.

"Ovo je više istraživački i akademski dio naših napora", dodao je Liang.

Drugi stup Liangova pristupa je rad s Inovacijskim središtem Sveučilišta Texas Tech kako bi se podržala komercijalizacija izuma njegovog laboratorija.

"Iskorištavanjem mogućnosti obuke za komercijalizaciju istraživanja u našem Innovation Hubu, nadamo se da možemo identificirati zainteresirane strane u farmaceutskoj industriji koje su u mogućnosti ili su voljne surađivati ​​s nama", rekao je Liang. "Jedan od naših vjerojatnih smjerova je podnošenje zahtjeva za potporu Small Business Innovation Research (SBIR) za pilot proizvodnju. To je naš dvosmjerni pristup."

Liang je rekao da infekcija predstavlja veliki izazov i za liječnike i za znanstvenike. To je izazov s kojim se želi pozabaviti korištenjem inovacija za razvoj nove generacije antibiotika.

"To je naš cilj i na dobrom smo putu da ga postignemo", rekao je Liang. "Ne mogu reći da je ovo jedini put naprijed; naravno, postoji mnogo različitih načina naprijed. Novost našeg doprinosa je rješavanje ovog izazova razvojem antibiotika sa stajališta nanoinženjeringa. Ovo je vrlo nov put naprijed, koji nije." dobro istraženi i ponosni smo na naš dosadašnji napredak.

Izvori: