A TTUHSC tudósa amerikai szabadalmat kapott új nanoantibiotikumok előállítására

A TTUHSC tudósa amerikai szabadalmat kapott új nanoantibiotikumok előállítására

A Centers for Disease Control and Prevention szerint évente több mint 2,8 millió amerikai kap antibiotikum-rezisztens bakteriális fertőzést, és ezek közül körülbelül 35 000 beteg nem éli túl a fertőzést.

Az antibiotikum-rezisztencia problémájára megoldást keresve Hongjun (Henry) Liang, Ph.D., a Texasi Műszaki Egyetem Egészségtudományi Központjának (TTUHSC) Sejtfiziológiai és Molekuláris Biofizikai Tanszékének kutatója kutatásait új nanoantibiotikumoknak nevezett nanorészecskék kifejlesztésére összpontosította, amelyek hatékonyak a bakteriális fertőzések ellen, különösen azoknál, amelyek rezisztensek az antibiotikumokkal való kezelésre.

A mai napig Liang munkája számos szakértői publikációt eredményezett, és július 26-tól egy amerikai szabadalom "Hidrofil nanostrukturált membrán aktív antimikrobiális szerek nagy aktivitással, szelektivitással és biológiai lebonthatósággal" címmel, amely lehetővé teszi a Liang labor csapata számára az új nanoantibiotikumok előállítását.

Sok antibiotikumot már használnak a klinikákon, és sok közülük elég hatékony a gyakori fertőzések ellen. Ezzel a növekvő kihívással azonban szembesülünk az MRSA-val (methicillin-rezisztens Staphylococcus aureus) és más típusú gyógyszerrezisztens baktériumokkal, amelyek a gyakori fertőzéseket életveszélyes eseményekké változtatják.

Hongjun (Henry) Liang, Ph.D., Texasi Műszaki Egyetem Egészségtudományi Központ (TTUHSC), Sejtfiziológiai és Molekuláris Biofizikai Tanszék

Liang azt reméli, hogy létrehoz egy új generációs antibiotikumot, amelynek három tulajdonsága van: képesek elpusztítani a baktériumokat anélkül, hogy mérgezőek lennének az egészséges sejtekre, biológiailag lebomlanak és a környezetben lebomlanak, így nem károsítják a természetes élőhelyek normál mikrobiális közösségeit, és kevésbé valószínű, hogy rezisztenciát okoznak.

Korábbi kutatások kimutatták, hogy a molekulák víztaszító képessége (hidrofóbitás), valamint vízvonzási és vízben való oldódási képessége (hidrofilitás) jelentős hatással van a sejtekre. Liang szerint minél hidrofóbabb egy anyag, annál károsabb reakciót vált ki. Arra azonban nincs kvantitatív szabvány, hogy mekkora hidrofóbitás elfogadható – tette hozzá.

"Alapvetően, ha növeli a hidrofóbicitást, megölheti a baktériumokat" - mondta Liang. "De az egészséges sejteket is megöli, és ezt nem akarjuk."

Egy 2022 januárjában publikált tanulmánybanA természet kommunikációjaA Liang csapata új hidrofil nanoantibiotikumokat fejlesztett ki, amelyek apró szőrös gyöngyökhöz hasonlítottak, amelyek sok hidrofil polimer keféből állnak, amelyeket különböző méretű szilícium-dioxid nanorészecskékre oltottak. Ezeket a szintetikus vegyületeket, amelyeket Liang laboratóriuma is gyárt, a baktériumok elpusztítására tervezték a membrán felbomlásával, másfajta membrán-átalakítás segítségével, amely károsítja a baktériummembránokat, de az emlőssejteket érintetlenül hagyja.

Ez a tanulmány a harmadik, amelyet a Liang nanoantibiotikumokkal foglalkozó laboratórium publikált. A hidrofil nanoantibiotikumok tervezési koncepcióját ismertető első és második tanulmányt az ACS Infectious Disease 2017-ben, a Biomacromolecules pedig 2020-ban tette közzé. Mindkettő címlapsztoriként szerepelt saját magazinjában, és kiemelte a Chemical & Engineering News.

A három publikált tanulmány és a szabadalom birtokában Liang elmondta, hogy csapata most a nanoantibiotikumok kifejlesztésének és finomításának kétirányú megközelítésére összpontosít.

Az első fókusz, amelyet Liang erőfeszítéseinek tudományos és kutatási oldalaként jellemez, a klinikai vizsgálatok szorgalma. Ennek a folyamatnak a megkezdéséhez a Liang laboratórium további szövetségi támogatásokra pályázik, amelyek támogatják az állatkísérleteket, és végül humán betegeken végzett klinikai vizsgálatokhoz vezetnek.

„Ez inkább kutatási és tudományos része erőfeszítéseinknek” – tette hozzá Liang.

Liang megközelítésének második pillére az, hogy együttműködik a Texasi Műszaki Egyetem Innovációs Központjával, hogy támogassa laboratóriuma találmányának kereskedelmi forgalomba hozatalát.

„Az innovációs központunkban található kutatási kereskedelmi képzési lehetőség kihasználásával remélhetőleg azonosíthatjuk a gyógyszeripar azon érdekelt feleit, akik képesek vagy hajlandók együttműködni velünk” – mondta Liang. "Az egyik valószínű irányunk az, hogy kisvállalkozási innovációs kutatási (SBIR) támogatásra pályázunk kísérleti méretű gyártásra. Ez a mi kétirányú megközelítésünk."

Liang szerint a fertőzés komoly kihívást jelent mind a frontvonalbeli orvosok, mind a tudósok számára. Ez egy olyan kihívás, amelyet az innováció segítségével szeretne megbirkózni az antibiotikumok új generációjának kifejlesztésével.

„Ez a célunk, és jó úton haladunk afelé, hogy elérjük” – mondta Liang. "Nem mondhatom, hogy ez az egyetlen út előre; természetesen sokféle előrelépési lehetőség létezik. Hozzájárulásunk újdonsága az, hogy az antibiotikumok nanomérnöki szempontból történő fejlesztésével kezeljük ezt a kihívást. Ez egy nagyon új út, ami nem az." jól kutatott, és büszkék vagyunk az eddigi fejlődésünkre.

Források: