Hogyan tudósok készül a világ antibiotikum nélkül
Gyógyszerek, hogy megvédjen minket a mindennapok baktériumok több mint hetven éve, lassan elveszti a tapadást, és szükségünk van egy új fegyver a harcot a fertőzésekkel szemben. A kórokozó baktériumok rezisztenssé válik az antibiotikumok, hogy amint kiirtották, még az ilyen gyógyszereket, amelyek egykor tekinthető az utolsó védelmi vonalat.
Antibiotikum-rezisztens (az antibiotikum-rezisztens) baktériumok ölni körülbelül egy százaléka, akik fertőzött, még a fejlett országokban. És ha azt egy ideig nem fogják megölni ötször többen évente.
„Sok dolog, hogy úgy gondoljuk, hogy magától értetődő a pillanatban, mint a császármetszés, vagy a csípőprotézis vagy szervátültetés antibiotikumok nélkül nagyon összetett”, mondja Francois Franceschi igazgatója terápiás fejlesztési programok részleg Bakteriológiai és Mikológiai a National Institute of Allergy and fertőző betegségek.
Különösen veszélyeztetett az emberek a legyengült immunrendszer, hanem egy olyan világban fenyegeti postantibioticski lesz az összes, kivétel nélkül.
„Az emberek azt mondják, hogy a kor az antibiotikumok után antibiotikumok már nem képesek segíteni a legapróbb semmiből”, mondta Cesar de la Fuente, a biomérnök, a Massachusetts Institute of Technology.
Annak érdekében, hogy leküzdésére rezisztens baktériumok, mi vonzó új szövetségesek, mint például a vírusok, amelyek megtámadják csak a baktériumok; apró nanorészecskék és a termelt fehérjék által immunrendszere különböző organizmusok. Minden szerszám megvannak a maga előnyei és hátrányai, ezért a tudósok tanulmányozzák a különböző megközelítések.
„Sok ember ezen a területen most keres alternatív stratégiák, amelyek hozzá a mi arzenál”, mondta Timothy Lu, szintén az MIT. „Ez nem az, hogy mindegyikük megpróbálta kitalálni a saját csodaszer, amely megment minket a baktériumoktól az elhasználódott, hanem vizsgálja a problémát különböző szögekből.”
Íme néhány módszer, amely segíthet megbirkózni a nem kívánt baktériumok.
hatástalanítására agresszorok
A baktériumok nem mindig kell ölni ahhoz, hogy semlegesíteni. Egyes kezelések megtámadják baktériumok közvetve megfosztja őket a fegyverek. Baktériumok a helyükön vannak, de a következmények a fertőzés nem komoly, és az immunrendszer kap egy esélyt, hogy a fertőzés leküzdésére saját.
Ha a gyógyszer nem fogja megölni a baktériumokat, akkor kevesebb érdeke rezisztencia alakul ki rá. A rezisztencia hosszabb időt vesz igénybe, mert a baktériumok aktívan nem foglalkozik a kábítószer, mondja Francesca.
Sok baktériumok toxinokat termelnek, kár gazdasejt. Az egyik gyakori típusa a pórusképző toxinok nevezett - tette Fűzőlyukakat a sejtekben. Ez elszigetelt meticillin-rezisztens Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Listeria, lépfene baktériumok és méreg kígyók, skorpiók és tengeri virágállatok.
Lyanfang Zhang rájött, hogyan lehet csökkenteni ezeket a mérgeket nélkül. „Te elveszed a fegyverét, és válnak sokkal gyengébb”, mondta Zhang, a nano-mérnök University of California, San Diego. Ez magában foglalja az édes nanorészecskék cél - álló membránok vörösvérsejtek. Vörösvérsejt jár, mint a csali, szívó toxin, amely egyébként megtámadják a egészséges sejteket. „Ő olyan, mint egy szivacs szívja ki a méreganyagok,” Zhang magyarázza.
Az első vizsgálatban azt mutatta, hogy nanosponges felszívja toxinok károsítása nélkül az egerek. Ebben az évben, Zhang munkáját a nanorészecskék csali lett a 24 projektek kaptak támogatást a National Institutes of Health. Reméli, hogy indítsa el a humán klinikai vizsgálatokban a következő évben.
A nanorészecskék gyakran műanyagból vagy fémek, mint az ezüst, is gyengíthetik a baktériumokat, elpusztítja a sejtmembránok vagy védelmi okozó DNS-károsodás. A nanorészecskék könnyű vele dolgozni, mert ők maguk építeni. „Te irányítod a hőmérséklet, oldószer és minden mást, és ezek a molekulák saját összeállítódnak nanorészecskék” Zhang mondja.
A nanorészecskék lehet drágább, mint a hagyományos antibiotikumok. És megszabadítsa azokat, a kívánt helyre a szervezetben is lehet probléma. A másik probléma az, hogy a nanorészecskék olyan anyagokból készülnek, amelyek nem okoznak azonnali immunválaszt, és meg kell semmisíteni egy idő után, hogy ne felhalmozódnak a szervezetben.
Továbbra is kérdéses, a hosszú távú biztonságosságát ezeket a dolgokat, Lu mondja.
speciális szállítási
Ahhoz, hogy a meglévő antibiotikumok hatékonyabbak, akkor használja az alternatív kezelések. Például a tudósok tanulmányozzák most, ahogy lehet használni nanorészecskék szállít rákellenes gyógyszerek és antibiotikumok.
Az antibiotikumokat eloszlik a szervezetben, és mérgező nagy dózisban. A nanorészecskék lehetne koncentráljuk felszabadulású rész gyógyszerek. Több ezer hatóanyag-molekulák lehetne dugva egy nanorészecske.
„Könnyen lehet kapcsolni egy membrán, és fokozatosan a gyógyszert közvetlenül a baktérium”, Zhang mondja. Ezért, hatékonyabb rakományt lehetne pontosabban irányítani, anélkül, hogy növelnék a teljes dózis a gyógyszer. Így lehetett elnyomni a mechanizmus a bakteriális rezisztencia - ők egyszerűen nem termel ellenállást antibiotikumokkal szemben akupresszúrás.
A probléma a nanorészecskék, valamint számos egyéb eszközök, az immunrendszer látja őket, mint egy fenyegetés. „Méretű, nagyon hasonló a vírusok. A szervezet megtanulja, hogy megvédje magát ezen nanorészecskék, vírusok, illetve ha nem védik őket. "
Zhang és kollégái álcázott nanorészecskék egy kabát készült membránok a vérlemezkék - a sejtek, amelyek segítenek a véralvadást. Részéről a nanorészecskék hasonló apró vérsejtek. Egyes baktériumok részt vesznek a vérlemezke - ezek segítségével vannak maszkírozva az immunrendszer elől. A vérlemezke-burkolt nanorészecskék játszhat kétszer, vonzza megszállók érdekében, hogy robbantani őket a kábítószer.
Minden nanorészecskék felszabadítja a gyógyszerek a baktériumok jelenléte, Zhang mondja. A bevont vérlemezke szemcsék azt gyógyítható fertőzött egerek törzs az MRSA, rezisztens több antibiotikumra.
közvetlen támadás
Előfordul azonban, hogy fél-intézkedések nem segítenek. Vannak alternatívái a hagyományos antibiotikumok, amely képes megölni a baktériumokat. Az egyik stratégiák -, hogy mesterséges változatai antimikrobiális peptidek (AMP-k), amelyek részei a veleszületett immunválasz mikrobák, a növények és az állatok (például tasmán ördögök). Ezek a komponensek támadják a membrán a kórokozó és a pusztítást a sejt belsejében.
Ennek része a legutóbbi projektje, de la Fuente dolgozott Lou és mások választani nem mérgező ILA kimutatható egyszerű tengeri állatok úgynevezett zsákállatok. A tudósok hozzáadott néhány aminosav, hogy az alapbeállítás, javítja a képességét, hogy kezelni fertőzött egerek antibiotikum-rezisztens E. coli-törzsek és az MRSA. Fortified AMP is erősíti az immunrendszert a rágcsálók, csökkenti a gyulladást és ösztönzi segítséget formájában fehérvérsejtek.
Antimikrobiális peptidek nyerhet sokféle kórokozó baktériumok és alig rezisztencia alakul ki velük. „Összehasonlítva a hagyományos antibiotikumokkal, ezek a peptidek hatékonyabbak sok esetben”, mondja de la Fuente.
ILA állnak viszonylag rövid láncok aminosavak, fehérjék építőkövei. Ezért ezek elég egyszerű (bár drága) építeni. „Még mindig van, hogy csökkentsék a költségeket,” mondta de la Fuente. A tudósok tanul módon lehet létrehozni AMP olcsóbb programozásával a baktériumokat, amelyek nem pusztán a gép, és lehetővé teszi a mikroorganizmusok mindent magad.
Mindazonáltal, félő, hogy az ILA is lecsapnak a hordozó sejteket. És ahogy az sok alternatíva az antibiotikumokra, peptidek küldeni a megfelelő helyre elég nagy koncentrációban hatékonyság fenntartása, lehet egy kihívás. Rövid távon nagyobb valószínűséggel használják a helyi, mondja de la Fuente. Ezek a peptidek lehetett benne, például egy krém, amely alkalmazható a nyílt seb vagy bőrelváltozás sebfertőzés. Is, hogy fel lehetne használni, hogy fedezze a táblák, számítógépek, sebészeti eszközök vagy a katéter, hogy megakadályozzák a megjelenését baktériumtelepek rájuk.
Re-szenzitizáció
Egy másik módja, hogy gyengítse a baktériumok - ez mentesíti őket a stabilitás, az általuk kifejlesztett antibiotkam. Az ilyen missziók lehetne használni vírusok szakosodott evés baktériumok, bakteriofágok.
Bacteriophages - nagyon hatásos gyilkos baktériumokat, de a géntechnológia, a tudósok is nekik az új képességek, beleértve a helyreállítás érzékenységét a baktériumok szokásos gyógyszerekkel.
Az átprogramozható bakteriofágok is fixate hordozó baktériumok géneket antibiotikum rezisztenciát, a képesség, hogy eltávolítsák, vagy megöli a baktériumokat. Amikor rezisztens baktériumok elpusztulásának vagy ártalmatlanítani, a fennmaradó népesség sebezhető antibiotikumok.
Egy másik módszer, amely lehetővé teszi a baktériumok antibiotikumokkal szembeni ellenállása van szekretáló vegyületek, hozzon létre egy biofilm, amelyen keresztül nem tud áthatolni a gyógyszer. Akkor létrehozhat egy bakteriofág, ami megeszi a biofilm.
A természetben bakteriofágok közvetlenül megöli a baktériumokat. Néhány ezek közül a DNS-nek a baktériumokat, és hogy kiszabadítsa magát, csak enni a sejtfalat, robbanó sejt, Lu mondja. Mások jár paraziták.
Bacteriophages fedezték mintegy száz évvel ezelőtt. Az USA-ban, ezek helyére antibiotikumok, de Oroszországban és néhány kelet-európai országban továbbra is használni őket. A növekedés az antibiotikum-rezisztens baktériumok, a tudósok visszafordulva bakteriofágok - ők ugyanolyan hatásos a kezelés az emberek, csak a klinikai vizsgálatok során még nem erősítették meg.
Az egyik előnye az ilyen vírusok, hogy azok is megismételni. Tudod, hogy csak kis mennyiségű megölni sok baktérium. És mert szükség van az élő sejteket szaporodásra, akkor már nem játszott azonnal, amint a sejteket a média fog pusztulni.
Azonban, mint más alternatív, bakteriofágok okozhat az immunrendszer válasza. „Ha meg mindenféle vírus vagy idegen peptidet az emberi szervezetben, mindig van esély arra, hogy a következő reakciókban” Lu mondja. A másik ok az aggodalomra, hogy néhány fágok felvehetik kapcsolatos gének antibiotikum-rezisztenciát, és átadják más baktériumok.
De nem valószínű, hogy károsítja az emberi szöveteket. Bacteriophages nem szaporodnak az emberi sejtekben. Belül van egy csomó bakteriofágok - nehéz azt mondani, hogy ők idegenek számunkra.
A személyes kapcsolatot
Egyes alternatív terápiák lehet igazítani foglalkozik bizonyos mikrobák. Itt ismét a bakteriofágok ideális jelöltek. „Ezek valójában a természetes ellensége a baktériumok,” Lu mondja. Normális esetben, „ha úgy találja, baktériumok és bakteriofágok megtalálni.”
A hagyományos antibiotikumok gyakran megölik a baktériumokat válogatás nélkül - többek között a természetes microbiome testünk, ami fontos az egészségünk. Ez szőnyegbombázás, amely elpusztítja mindent.
Vírusok-hez egy személyre szabott megközelítés. „Te is próbálja megtartani a jó baktériumokat, míg gyilkos ártalmas,” Lu mondja.
Azonban a sajátosságát egy kétélű kard is. Fedezésére elegendő számú különböző baktérium, amely képes megfertőzni egy betegnek, egy koktél kell keverni a különböző vírusok. És bár bakteriofágok nem nagyon drága nő, koktélok a különböző vírusok - egészen más kérdés.
Lou dolgozik bakteriofág koktél, épülő biztonságos erdők. Igénylő területek azonosításában megfertőzni bakteriofágok, akkor támadni a különböző baktériumok, bakteriofágok irányított különböző irányokba. Továbbra is csak megérteni, hogy hogyan kell csinálni.
Bármi is volt, nehéz létrehozni egy hatékony gyógyszer, nem tudva, hogy mi okozza a fertőzést. Ha megy az orvoshoz, ő nem lesz képes, hogy az Ön kezelésre egy szűk tartományban, ha nem tudja, hogy melyik baktérium bánt meg.
Az orvosok gyorsabban kell diagnosztikai módszerek, hogy így kitalálni, hogy milyen típusú a célzott baktériumok, valamint azok ellenállnak a hagyományos antibiotikumokra. Lu és munkatársai azon dolgoznak, hogy dolgozzon gyorsabban és olcsóbban diagnózist. Amikor megfertőzni a célzott baktériumok, világítják őket az azonos fehérje, amelyet használnak szentjánosbogarak. Csak így egy mintát a beteg és a bakteriofág „képes lesz, hogy a minta világít vagy sem baktériumok vannak jelen, akár nem,” Lou.
széles arzenálját
Ez nem az összes fegyvert, hogy ehhez hozzátesszük, hogy a fegyvertár. A tudósok tanul más lehetőség, mint a küldött más baktériumok leküzdésére kórokozók, az új antibiotikumok kutatása, valamint az antitestek, és a többi.
„Aligha lehet támaszkodni egy eljárás vagy technológia felszámolása teljesen a problémát,” Zhang mondja. Tanulás superbugs különböző irányból, a kombinációja az új taktika és a hagyományos gyógymódok, bővítjük arzenál.
Ez eltarthat néhány évvel ezelőtt új eszközöket jóváhagyják széles körben használják. És míg az alternatív antimikrobiális módszereket kell használni, ha a antibiotikumok nem segítenek. Olcsóság és antibiotikumok hatékonyságát - a fő oka annak, hogy nehezen adja fel őket. De hosszú távon ez lesz az egyetlen lehetőség.
Hogyan tudósok készül a világ antibiotikum nélkül? Ilya Khel