TTUHSC mokslininkas gavo JAV patentą gaminti naujus nanoantibiotikus

TTUHSC mokslininkas gavo JAV patentą gaminti naujus nanoantibiotikus

Ligų kontrolės ir prevencijos centrų duomenimis, daugiau nei 2,8 milijono amerikiečių kasmet užsikrečia antibiotikams atspariomis bakterinėmis infekcijomis, o apie 35 000 šių pacientų neišgyvena dėl infekcijos.

Ieškodamas atsparumo antibiotikams problemos sprendimų, Teksaso technikos universiteto Sveikatos mokslų centro (TTUHSC) Ląstelių fiziologijos ir molekulinės biofizikos katedros mokslų daktaras Hongjunas (Henry) Liangas daugiausia dėmesio skyrė naujų nanodalelių, vadinamų nanoantibiotikais, kūrimui, kurios yra veiksmingos prieš bakterines infekcijas, ypač tas, kurios yra atsparios gydymui antibiotikais.

Iki šiol Liang darbas paskatino keletą recenzuotų publikacijų ir nuo liepos 26 d. JAV patento pavadinimu „HydrophilicNanostructured Membrane Active Antimikrobials with High Activity, Selectivity and Biodegradability“, kuris leidžia Liang laboratorijos komandai gaminti naujus nanoantibiotikus.

Daugelis antibiotikų jau naudojami klinikose ir daugelis jų yra gana veiksmingi nuo įprastų infekcijų. Tačiau su šiuo didėjančiu iššūkiu susiduriame su MRSA (meticilinui atspariu Staphylococcus aureus) ir kitų rūšių vaistams atspariomis bakterijomis – bakterijomis, kurios įprastas infekcijas paverčia gyvybei pavojingais įvykiais.

Hongjun (Henry) Liang, Ph.D., Teksaso technikos universiteto Sveikatos mokslų centro (TTUHSC), Ląstelių fiziologijos ir molekulinės biofizikos katedra

Liangas tikisi sukurti naujos kartos antibiotikų, turinčių tris savybes: jie gali sunaikinti bakterijas, nebūdami toksiški sveikoms ląstelėms, yra biologiškai skaidomi ir skaidomi aplinkoje, todėl nekenkia normalioms mikrobų bendruomenėms natūraliose buveinėse ir mažiau sukelia atsparumą.

Ankstesni tyrimai parodė, kad molekulės gebėjimas atstumti vandenį (hidrofobiškumas) ir gebėjimas pritraukti bei ištirpti vandenyje (hidrofiliškumas) turi didelę įtaką ląstelėms. Liangas sakė, kad kuo hidrofobiškesnė medžiaga, tuo žalingesnė jos sukeliama reakcija. Tačiau nėra kiekybinio standarto, kiek hidrofobiškumas yra priimtinas, pridūrė jis.

„Iš esmės, jei padidinsite hidrofobiškumą, galite nužudyti bakterijas“, - sakė Liangas. "Bet jis taip pat žudo sveikas ląsteles, ir mes to nenorime."

2022 m. sausio mėn. paskelbtame tyrimeGamtos bendravimasLiang komanda sukūrė naujus hidrofilinius nanoantibiotikus, panašius į mažyčius plaukuotus karoliukus, sudarytus iš daugelio hidrofilinių polimerinių šepetėlių, skiepytų ant įvairaus dydžio silicio dioksido nanodalelių. Šie sintetiniai junginiai, kuriuos taip pat gamina Liango laboratorija, yra skirti naikinti bakterijas per membranos pažeidimą, naudojant kitokio tipo membranos remodeliavimą, kuris pažeidžia bakterijų membranas, bet palieka nepažeistas žinduolių ląsteles.

Šis tyrimas buvo trečiasis, kurį paskelbė Liang nanoantibiotikų laboratorija. Pirmąjį ir antrąjį straipsnius, paaiškinančius hidrofilinių nanoantibiotikų dizaino koncepciją, 2017 m. paskelbė leidykla ACS Infectious Disease, o 2020 m. „Biomacromolecules“. Abu buvo pateikti kaip viršelio istorijos atitinkamuose žurnaluose ir pabrėžė Chemical & Engineering News.

Apsiginklavęs trimis paskelbtais tyrimais ir patentu, Liangas teigė, kad jo komanda dabar sutelkė dėmesį į dvipusį požiūrį į nanoantibiotikų, skirtų naudoti pacientams, kūrimą ir tobulinimą.

Pirmasis dėmesys, kurį Liangas apibūdino kaip mokslinę ir tiriamąją savo pastangų pusę, yra klinikinių tyrimų skatinimas. Norėdami pradėti šį procesą, Liang laboratorija kreipsis dėl papildomų federalinių dotacijų, kurios rems tyrimus su gyvūnais ir galiausiai paskatins klinikinius tyrimus su žmonėmis.

„Tai daugiau mokslinių tyrimų ir akademinė mūsų pastangų dalis“, - pridūrė Liangas.

Antrasis Liango požiūrio ramstis yra bendradarbiauti su Teksaso technikos universiteto Inovacijų centru, kad būtų remiamas jo laboratorijos išradimo komercializavimas.

„Pasinaudoję mokslinių tyrimų komercializavimo mokymo galimybėmis mūsų Inovacijų centre, tikimės, galime nustatyti suinteresuotąsias farmacijos pramonės šalis, kurios gali arba nori bendradarbiauti su mumis“, – sakė Liangas. "Viena iš mūsų tikėtinų krypčių yra prašyti smulkaus verslo inovacijų tyrimų (SBIR) dotacijos bandomajai gamybai. Tai mūsų dvipusis požiūris."

Liangas sakė, kad infekcija kelia didelį iššūkį tiek gydytojams, tiek mokslininkams. Tai iššūkis, kurį jis nori išspręsti pasitelkdamas naujoves kurdamas naujos kartos antibiotikus.

„Toks yra mūsų tikslas ir mes gerai einame jo siekti“, – sakė Liangas. "Negaliu teigti, kad tai yra vienintelis kelias į priekį; žinoma, yra daug skirtingų būdų. Mūsų indėlio naujovė yra spręsti šį iššūkį kuriant antibiotikus nanoinžinerijos požiūriu. Tai labai naujas kelias į priekį, bet taip nėra." gerai ištirti ir didžiuojamės savo pažanga iki šiol.

Šaltiniai: