Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Teknologi for å aktivere presisjons antibiotika

Anonim

Forskere søker etter måter å utvikle antibiotika som kan nøyaktig målrette smittsomme bakterier. Økt spesifisitet kan bidra til å bekjempe antibiotikaresistens og også spare "gode" bakterier fra å bli angrepet av bredspektret antibiotika.

annonse


Arbeidet med å utvikle målrettede antibiotika har blitt begrenset av vanskeligheten med rask diagnose og utvikling av målrettede drapsmekanismer.

Et samarbeid mellom to professorer fra Boston College, en kjemiker og biolog, har ført til en ny plattform for å muliggjøre rask oppdagelse av molekyler som potensielt kan gjenkjenne enhver belastning av bakterier av interesse, rapporterte teamet nylig i Journal of the American Chemical Samfunnet .

Den nye tilnærmingen er basert på fagvisning, en bevist strategi som brukes til å lage og skjerme peptidbiblioteker som inneholder milliarder forskjellige sammensatte medlemmer vist på bakteriofag. Mens et kraftig verktøy har fagvisning vist å være begrenset til bruk med peptider av naturlige aminosyrer, bemerket forskerne.

Lektor i kjemi Jianmin Gao og lektor i biologi Tim van Opijnen satte ut for å utvide "kjemisk plass" av fagvisning ved å inkorporere designer kjemiske warheads som dramatisk øker peptidets potens for å binde biologiske mål.

Screening av dette kjemiske forbedrede biblioteket mot levende bakterier produserte kraftige, høyselektive prober for å målrette to dødelige antibiotikaresistente bakteriepatogener: Meticillin-resistent Staphylococcus aureus og colistinresistent Acinetobacter baumannii, laget rapporterte i en artikkel med tittelen "Phage Display of Dynamic Kovalente bindingsmotiver muliggjør ansiktsutvikling av målrettede antibiotika. "

Gao sa at designkemiske warheads introduserer i fagbiblioteket en "reversibel kovalent bindingsmekanisme", som er fraværende i peptider av naturlige aminosyrer. Det kjemisk forbedrede peptidbiblioteket muliggjør sterk og selektiv målretting av en bakterie av interesse, overvinne biologiske forhold som forstyrrer binding til patogener og unngår sunne humane celler.

"The warhead" tillater oss å komme opp med molekyler med forbedret styrke og selektivitet mot en bakteriell interesse, "sa Gao, hvis forskning støttes av National Institutes of Health. "Nå har vi et mye bedre bibliotek for bruk for screening og å identifisere stammer av disse spesifikke bakteriemolekylene."

I ytterligere eksperimenter har Gao og van Opijnen festet et generisk toksin til disse bakterie-målende molekylene, et betydelig skritt fremover som gir spesifisitet i behandlingen av de to bakteriestammer.

"Denne nye modifiserte fagbiblioteket viser at det kan være et kraftig, multifunksjonsverktøy, " sa Gao. "For det første kan det brukes til å generere billeddannende midler for å bekrefte en mistenkt bakteriell infeksjon. Disse probene vil gå rundt og se etter smittede bakterier. Finn dem og feste dem. For det andre kan vi feste et antibiotika og sonden vil tjene til å levere toksinet til den eneste bakteriestammen. Dette får oss nærmere smalspektret antibiotika. "

Gao og van Opijnen sa at romanenes tilnærming bør gjelde for et bredt spekter av bakterielle patogener, noe som gjør det mulig å utvikle målrettede antibiotika.

"Dette er et første skritt mot det langsiktige målet, " sa Gao. "Vi ønsker å utvide denne lovende tilnærmingen til å utvikle målrettede antibiotika som behandler disse spesifikke stammer av dødelige og skadelige patogener."

Gao sa fremskritt i målrettede antibiotika vil forbedre pasientomsorgen, og redusere "belastningen" plassert på nødvendige bakterier og deres utvikling av antibiotikaresistens.

"Med behandling fra bredspektret antibiotika, føler alle bakterier i kroppen belastningen, og de utvikler seg for å motstå antibiotika, " sa Gao. "Derfor er våre tilgjengelige antibiotika tvunget til rask oppkjøp av resistens, noe som er uønsket. Ideelt sett vil vi komme opp med noe som målrettet mot sykdomsfremkallende bakterier selektivt. Behandle den stammen og bare den belastningen og den måten vi ikke har å tørke ut de gode bakteriene. "

I tillegg til Gao og van Opijnen inkluderte teamet Boston Collegeforskere Kelly A. McCarthy, Michael A. Kelly, Kaicheng Li, Samantha Cambray og Azade S. Hosseini. Patrick Autissier, leder av BCs Cell Sorting Facility, ga flyt-cytometri analyse.

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av Boston College . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Kelly A. McCarthy, Michael A. Kelly, Kaicheng Li, Samantha Cambray, Azade S. Hosseini, Tim van Opijnen, Jianmin Gao. Fagvisning av dynamiske kovalente bindingsmotiver muliggjør ansiktsutvikling av målrettede antibiotika . Journal of the American Chemical Society, 2018; 140 (19): 6137 DOI: 10, 1021 / jacs.8b02461