Znanstvenik TTUHSC prejme ameriški patent za proizvodnjo novih nanoantibiotikov

Znanstvenik TTUHSC prejme ameriški patent za proizvodnjo novih nanoantibiotikov

Po podatkih centrov za nadzor in preprečevanje bolezni se vsako leto več kot 2,8 milijona Američanov okuži z bakterijskimi okužbami, odpornimi na antibiotike, in približno 35.000 teh bolnikov ne preživi okužbe.

V svojem iskanju rešitev za problem odpornosti na antibiotike je dr. Hongjun (Henry) Liang z Oddelka za celično fiziologijo in molekularno biofiziko na Centru za zdravstvene vede Texas Tech University (TTUHSC) osredotočil svoje raziskave na razvoj novih nanodelcev, imenovanih nanoantibiotiki, ki so učinkoviti proti bakterijskim okužbam, zlasti tistim, ki so odporne na zdravljenje z znanimi antibiotiki.

Do danes je Liangovo delo privedlo do več strokovno pregledanih publikacij in od 26. julija do ameriškega patenta z naslovom "Hidrofilna nanostrukturna membranska aktivna protimikrobna zdravila z visoko aktivnostjo, selektivnostjo in biorazgradljivostjo", ki ekipi Liangovega laboratorija omogoča proizvodnjo novih nanoantibiotikov.

Številni antibiotiki se že uporabljajo v klinikah in mnogi med njimi so precej učinkoviti pri pogostih okužbah. Vendar se soočamo s tem naraščajočim izzivom z MRSA (na meticilin odporni Staphylococcus aureus) in drugimi vrstami bakterij, odpornih na zdravila, bakterij, ki običajne okužbe spremenijo v smrtno nevarne dogodke.«

Hongjun (Henry) Liang, Ph.D., Center za zdravstvene vede Texas Tech University (TTUHSC), Oddelek za celično fiziologijo in molekularno biofiziko

Liang upa, da bo vzpostavil novo generacijo antibiotikov, ki imajo tri lastnosti: lahko ubijejo bakterije, ne da bi bili strupeni za zdrave celice, so biološko razgradljivi in ​​okoljsko razgradljivi, tako da ne škodujejo običajnim mikrobnim skupnostim v naravnih habitatih, in manj verjetno je, da bodo povzročili odpornost.

Prejšnje raziskave so pokazale, da sposobnost molekule, da odbija vodo (hidrofobnost) in njena sposobnost, da pritegne in se raztopi v vodi (hidrofilnost), pomembno vpliva na celice. Liang je dejal, da bolj kot je snov hidrofobna, bolj škodljiva je reakcija, ki jo povzroči. Vendar pa ni kvantitativnega standarda za to, koliko hidrofobnosti je sprejemljivo, je dodal.

"V bistvu, če povečate hidrofobnost, lahko ubijete bakterije," je dejal Liang. "Toda ubija tudi zdrave celice in tega ne želimo."

V študiji, ki jo je januarja 2022 objavilaKomunikacija v naraviEkipa Liang je razvila nove hidrofilne nanoantibiotike, ki so bili podobni drobnim kosmatim kroglicam, sestavljenim iz številnih hidrofilnih polimernih ščetk, cepljenih na nanodelce silicijevega dioksida različnih velikosti. Te sintetične spojine, ki jih izdeluje tudi Liangov laboratorij, so zasnovane tako, da ubijajo bakterije z motnjo membrane, z uporabo drugačne vrste preoblikovanja membrane, ki poškoduje bakterijske membrane, vendar pusti celice sesalcev nedotaknjene.

Ta študija je bila tretja, ki jo je objavil laboratorij Liang o nanoantibiotikih. Prvi in ​​drugi članek, ki pojasnjujeta koncept oblikovanja hidrofilnih nanoantibiotikov, sta objavila ACS Infectious Disease leta 2017 in Biomacromolecules leta 2020. Oba sta bila predstavljena kot naslovnici v svojih revijah in izpostavljena v Chemical & Engineering News.

Oborožen s tremi objavljenimi študijami in patentom, je Liang dejal, da se je njegova ekipa zdaj osredotočila na dvostranski pristop k razvoju in izboljšanju nanoantibiotikov za uporabo pri bolnikih.

Prvi poudarek, ki ga je Liang opisal kot znanstveno in raziskovalno plat svojih prizadevanj, si prizadeva za klinična preskušanja. Za začetek tega procesa bo laboratorij Liang zaprosil za dodatna zvezna sredstva, ki bodo podprla študije na živalih in sčasoma privedla do kliničnih preskušanj na ljudeh.

"To je bolj raziskovalni in akademski del naših prizadevanj," je dodal Liang.

Drugi steber Liangovega pristopa je sodelovanje z inovacijskim središčem Texas Tech University za podporo komercializacije izuma njegovega laboratorija.

"Upamo, da lahko z izkoriščanjem možnosti usposabljanja za komercializacijo raziskav v našem Innovation Hubu prepoznamo zainteresirane strani v farmacevtski industriji, ki so sposobne ali pripravljene sodelovati z nami," je dejal Liang. "Ena od naših verjetnih usmeritev je, da zaprosimo za nepovratna sredstva za raziskave inovacij v malih podjetjih (SBIR) za pilotno proizvodnjo. To je naš dvostranski pristop."

Liang je dejal, da okužba predstavlja velik izziv tako za zdravnike kot za znanstvenike. To je izziv, s katerim se želi spopasti z uporabo inovacij za razvoj nove generacije antibiotikov.

"To je naš cilj in smo na dobri poti, da ga dosežemo," je dejal Liang. "Ne morem reči, da je to edina pot naprej; seveda obstaja veliko različnih poti naprej. Novost našega prispevka je reševanje tega izziva z razvojem antibiotikov z vidika nanoinženirstva. To je zelo nova pot naprej, ki pa ni." dobro raziskani in ponosni smo na naš dosedanji napredek.

Viri: