Durch besseres Verständnis, wie Antibiotika binden und dadurch im Schleim von Luftwegen inaktiviert erhalten, gefunden Forscher möglicherweise an der Universität von Illinois eine Methode, Patienten der zystischen Fibrose zu helfen, tödliche Infektion weg zu kämpfen.
„Während keine Heilung, hat diese Arbeit Potenzial als therapeutische Strategie gegen bakterielle Infektion in der zystischen Fibrose,“ sagte Gerard Wong ein Professor der Materialwissenschaft und -technik, der Physik und der Biotechnik am U. von I. und von entsprechenden Autor eines Papiers, das für Veröffentlichung in den Verfahren der National Academy Of Sciences Angenommen wurde. Das Papier soll auf der Website des Zapfens diese Woche bekannt gegeben werden.
Gewöhnlich werden Lungendurchführungen mit einer Dünnschicht des Schleims gezeichnet, der Bakterien und andere Krankheitserreger einschließt. Entlang Bewegt durch die Anträge von unzähligen Wimpern, tritt der Schleim auch als ein Förderband auf, das den Rückstand sich entledigt. Bei Patienten mit zystischer Fibrose jedoch ist der Schleim eher wie die starke und zähflüssige Melasse -. Weil die Wimpern den Schleim nicht mehr verschieben können, wird die Schicht fest, und die Bakterien wachsen, multiplizieren und kolonisieren. Langfristige bakterielle Infektion ist die Hauptursache des Todes in der zystischen Fibrose.
Unter Verwendung der Simulationen Synchroton Röntgenstrahlzerstreuens und der molekularen Dynamik nahmen die Forscher einen näheren Blick am schleimigen Viehfutter.
Rückstand im infizierten Schleim umfaßt negativ - belastete, lang-verkettete Moleküle wie Mucin, DNS und Actin (von den toten weißen Blutkörperchen). Er fällt die meisten Antibiotika des Gehäuses, wie Lysozym aus, ist positiv - aufgeladen.
„Wir fanden, dass Actin und Lysozym - zwei der geläufigsten Bauteile in infiziertem Schleim - bestellten Bündel der ausgerichteten Moleküle sich bilden, das etwas ist, das, Sie nicht in etwas erwarten, das so unordentlich ist, wie Schleim,“ sagte Wong, der auch ein Forscher an das Beckman-Institut der Universität ist. „Hielt fest durch die Anziehungskraft der gegenüberliegenden Ladung, diese Bündel sperren im Allgemeinen oben die Antibiotika zusammen, damit sie nicht imstande sind, Bakterien zu beenden.“
Die Forscher entwickelten dann ein Computerbaumuster, um die biologische Anlage nachzuahmen. „Das Baumuster sagte genau die Zelle der Actinlysozym Bündel voraus und stimmte quantitativ mit den Klein-winkel Röntgenstrahlstreuexperimenten überein,“ sagte Erik Luijten, ein Professor der Materialwissenschaft und -technik und der Physik sowie des Forschers am Beckman-Institut und am anderen entsprechenden Autor des PNAS-Papiers.
Der nächste Schritt war, eine Methode zu finden, das Lysozym zu befreien, oder verhindern Sie, dass es an erster Stelle bindet. Unter Verwendung ihres Baumusters erforschten die Forscher die Konsequenzen des Unterschieds der positiven Ladung auf dem Lysozym.
„Als wir die Ladung verringerten, fanden wir einen enormen Effekt in unserem Baumuster,“ sagte Luijten. „Das Lysozym würde nicht an das Actin binden. Es schwamm herum unabhängig in den Schleim.“
Dann durch Gentechnik, machten die Forscher Lysozym mit ungefähr Hälfte normalen Ladung. Experimente bestätigten die Simulationen; die verringerte Ladung verhinderte, dass Lysozym an Actin festhält, ohne die höchst wichtige antibiotische Aktivität beträchtlich zu verringern.
Obgleich viel Arbeit bleibt, verwendeten möglicherweise zukünftige Patienten der zystischen Fibrose einen Inhalator, um genetisch geänderte Ladung-verringerte Antibiotika an obere Atemwege zu entbinden. Dort würden diese „Nichtsteuerknüppel“ Antibiotika gehen, Tötungsbakterien zu bearbeiten und abschwächen gegen langfristige Infektion.
Die Auswirkungen dieser Forschung dehnen sich in andere Bereiche auch aus. In der Wasseraufbereitung zum Beispiel bezieht einer der Schritte mit ein, - belastete Moleküle im negativ zu ergreifen Wasser, - belastete Schadstoffe positiv zu setzen. Die resultierenden Gesamtheiten vereinbaren zur Unterseite von Holdingbecken und werden von der Wasserversorgung gelöscht.
„Ein besseres Verständnis von, wie gegenüber belastete Molekülbindung in den wässrigen Umgebungen zu Methoden des Löschens von auftauchenden Krankheitserregern in der Wasseraufbereitung führen könnte,“ sagte Wong.
http://www.uiuc.edu/