TTUHSC zinātnieks saņem ASV patentu jaunu nanoantibiotiku ražošanai

TTUHSC zinātnieks saņem ASV patentu jaunu nanoantibiotiku ražošanai

Saskaņā ar Slimību kontroles un profilakses centru datiem vairāk nekā 2,8 miljoni amerikāņu katru gadu saslimst ar pret antibiotikām rezistentu bakteriālu infekciju, un aptuveni 35 000 no šiem pacientiem infekciju neizdzīvo.

Meklējot risinājumus antibiotiku rezistences problēmai, Teksasas Tehniskās universitātes Veselības zinātņu centra (TTUHSC) Šūnu fizioloģijas un molekulārās biofizikas katedras doktors Hongjuns (Henrijs) Liangs ir koncentrējis savus pētījumus uz jaunu nanodaļiņu, ko sauc par nanoantibiotikām, izstrādi, kas ir efektīvas pret bakteriālām infekcijām, īpaši tām, kuras ir izturīgas pret ārstēšanu ar antibiotikām.

Līdz šim Liangas darba rezultātā ir izdotas vairākas recenzētas publikācijas un no 26. jūlija ASV patents ar nosaukumu "HydrophilicNanostructured Membrane Aktīvie antimikrobiālie līdzekļi ar augstu aktivitāti, selektivitāti un bioloģisko noārdīšanos", kas ļauj Liang laboratorijas komandai ražot jaunas nanoantibiotikas.

Daudzas antibiotikas jau tiek izmantotas klīnikās, un daudzas no tām ir diezgan efektīvas parasto infekciju gadījumā. Bet mēs saskaramies ar šo pieaugošo izaicinājumu ar MRSA (pret meticilīnu rezistentu Staphylococcus aureus) un cita veida pret zālēm rezistentām baktērijām, baktērijām, kas parastās infekcijas pārvērš dzīvībai bīstamos notikumos.

Hongjun (Henry) Liang, Ph.D., Teksasas Tehniskās universitātes Veselības zinātņu centrs (TTUHSC), Šūnu fizioloģijas un molekulārās biofizikas katedra

Liangs cer izveidot jaunas paaudzes antibiotikas, kurām ir trīs īpašības: tās var iznīcināt baktērijas, nekaitējot veselām šūnām, tās ir bioloģiski noārdāmas un noārdās vidē, tāpēc tās nekaitē normālām mikrobu kopienām dabiskajos biotopos un mazāk izraisīs rezistenci.

Iepriekšējie pētījumi ir parādījuši, ka molekulas spēja atvairīt ūdeni (hidrofobitāte) un tās spēja piesaistīt un izšķīst ūdenī (hidrofilitāte) būtiski ietekmē šūnas. Liangs sacīja, ka jo hidrofobāka ir viela, jo kaitīgāka ir tās izraisītā reakcija. Tomēr nav kvantitatīvu standartu tam, cik liela hidrofobitāte ir pieņemama, viņš piebilda.

"Būtībā, ja palielināsit hidrofobitāti, jūs varat nogalināt baktērijas," sacīja Liangs. "Bet tas arī nogalina veselīgas šūnas, un mēs to nevēlamies."

Pētījumā, ko 2022. gada janvārī publicējaDabas komunikācijaLiang komanda izstrādāja jaunas hidrofilas nanoantibiotikas, kas atgādināja sīkas matainas lodītes, kas sastāv no daudzām hidrofilām polimēru sukām, kas uzpotētas uz dažāda izmēra silīcija dioksīda nanodaļiņām. Šie sintētiskie savienojumi, kurus ražo arī Liang laboratorija, ir paredzēti baktēriju iznīcināšanai, izjaucot membrānu, izmantojot cita veida membrānas pārveidošanu, kas bojā baktēriju membrānas, bet atstāj zīdītāju šūnas neskartas.

Šis pētījums bija trešais, ko publicējusi Liangas nanoantibiotiku laboratorija. Pirmo un otro rakstu, kurā izskaidrota hidrofilo nanoantibiotiku dizaina koncepcija, publicēja ACS Infectious Disease 2017. gadā un Biomacromolecules 2020. gadā. Abi tika publicēti kā vāka stāsti savos žurnālos un izcelti Chemical & Engineering News.

Apbruņojies ar trim publicētajiem pētījumiem un patentu, Liangs sacīja, ka viņa komanda tagad koncentrējas uz divvirzienu pieeju nanoantibiotiku izstrādei un uzlabošanai lietošanai pacientiem.

Pirmā uzmanība, ko Liangs raksturoja kā viņa centienu zinātnisko un pētniecisko pusi, ir virzība uz klīniskiem pētījumiem. Lai sāktu šo procesu, Liang laboratorija pieteiksies papildu federālajām dotācijām, kas atbalstīs pētījumus ar dzīvniekiem un galu galā novedīs pie klīniskiem pētījumiem ar cilvēkiem.

"Tā vairāk ir mūsu centienu pētniecības un akadēmiskā daļa," piebilda Liangs.

Otrais Liang pieejas pīlārs ir sadarboties ar Teksasas Tehniskās universitātes Inovāciju centru, lai atbalstītu viņa laboratorijas izgudrojuma komercializāciju.

"Izmantojot pētniecības komercializācijas apmācību iespēju mūsu inovāciju centrā, mēs, cerams, varēsim identificēt ieinteresētās puses farmācijas nozarē, kas spēj vai vēlas ar mums sadarboties," sacīja Liangs. "Viens no mūsu iespējamajiem virzieniem ir pieteikties Small Business Innovation Research (SBIR) dotācijai izmēģinājuma mēroga ražošanai. Tā ir mūsu divvirzienu pieeja."

Liang teica, ka infekcija rada lielu izaicinājumu gan frontes ārstiem, gan zinātniekiem. Tas ir izaicinājums, ko viņš vēlas risināt, izmantojot inovācijas, lai izstrādātu jaunas paaudzes antibiotikas.

"Tas ir mūsu mērķis, un mēs esam labā ceļā uz tā sasniegšanu," sacīja Liangs. "Es nevaru teikt, ka tas ir vienīgais ceļš uz priekšu; protams, ir daudz dažādu virzienu uz priekšu. Mūsu ieguldījuma novitāte ir risināt šo izaicinājumu, izstrādājot antibiotikas no nanoinženierijas viedokļa. Tas ir ļoti jauns ceļš uz priekšu, bet tā nav." labi izpētīta, un mēs lepojamies ar savu līdzšinējo progresu.

Avoti: