Da migliore comprensione come gli antimicrobici legano e quindi ottengono inattivati nel muco dei passaggi di aria, i ricercatori all'Università dell'Illinois possono trovare un modo aiutare i pazienti di fibrosi cistica a combattere fuori le infezioni micidiali.
“Mentre non una maturazione, questo lavoro ha potenziale come strategia terapeutica contro le infezioni batteriche nella fibrosi cistica,„ ha detto Gerard Wong il professor di scienza e di assistenza tecnica dei materiali, di fisica e della bioingegneria al U. del I. e di un autore corrispondente di un documento accettato per la pubblicazione negli Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze. Il documento deve essere inviato questa settimana sul Sito Web del giornale.
Ordinariamente, i passaggi polmonari sono allineati con uno strato sottile di muco che intrappola i batteri ed altri agenti patogeni. Mosso avanti tramite i moti delle ciglia innumerevoli, il muco egualmente funge da nastro trasportatore che elimina i detriti. In pazienti con fibrosi cistica, tuttavia, il muco è più simile a melassa - spessa e viscosa. Poiché le ciglia possono più non muovere il muco, il livello è attaccato ed i batteri si sviluppano, si moltiplicano e colonizzano. Le infezioni batteriche A Lungo Termine sono la causa della morte primaria nella fibrosi cistica.
Facendo Uso delle simulazioni di scattering dei Raggi X del sincrotrone e di dinamica molecolare, i ricercatori hanno dato uno sguardo più attento al disordine mucoso.
I Detriti nel muco infettato includono negativamente - molecole fatte pagare e a lungo incatenate quale mucina, DNA ed actina (dai globuli bianchi morti). Risultano la maggior parte degli antimicrobici dell'organismo, quale lisozima, sono positivamente - fatto pagare.
“Abbiamo trovato che l'actina ed il lisozima - due delle componenti più comuni in muco infettato - si formano hanno ordinato i gruppi delle molecole state allineate, che è qualcosa che non prevedeste in qualcosa sudicio quanto muco,„ ha detto Wong, che egualmente è un ricercatore all'Istituto del Beckman dell'università. “Ha tenuto insieme strettamente dall'attrazione della tassa opposta, questi gruppi basicamente chiudono sugli antimicrobici a chiave in modo che non potessero uccidere i batteri.„
I ricercatori poi hanno sviluppato un modello di calcolo per imitare il sistema biologico. “Il modello ha predetto esattamente la struttura dei gruppi del actina-lisozima ed ha acconsentito quantitativamente con gli esperimenti di scattering dei Raggi X di piccolo-angolo,„ ha detto Erik Luijten, il professor di scienza e di assistenza tecnica dei materiali e di fisica come pure di un ricercatore all'Istituto di Beckman ed all'altro autore corrispondente del documento di PNAS.
Il punto seguente era di trovare un modo liberare il lisozima, o impedicalo legare in primo luogo. Facendo Uso del loro modello, i ricercatori hanno esplorato le conseguenze di variazione della carica positiva sul lisozima.
“Quando abbiamo diminuito la tassa, abbiamo trovato un effetto enorme nel nostro modello,„ Luijten ha detto. “Il lisozima non legherebbe all'actina. Ha fluttuato indipendente intorno nel muco.„
Poi, con l'ingegneria genetica, i ricercatori hanno preparato il lisozima con approssimativamente la metà della tassa normale. Gli Esperimenti hanno confermato le simulazioni; il costo ridotto ha impedito il lisozima attaccare all'actina, senza significativamente diminuire l'attività antimicrobica importante.
Sebbene molto lavoro rimanga, i pazienti futuri di fibrosi cistica potrebbero utilizzare un inalatore per consegnare gli antimicrobici tassa-diminuiti geneticamente modificati alle gallerie di ventilazione superiori. Là, questi antimicrobici “antiaderanti„ andrebbero lavorare i batteri di uccisione e si attenuano contro l'infezione a lungo termine.
Le implicazioni di questa ricerca avanzano in altre aree pure. Nella depurazione delle acque, per esempio, uno dei punti comprende mettere positivamente - molecole fatte pagare nell'acqua da afferrare negativamente - gli agenti inquinanti fatti pagare. I cumuli risultanti si sistemano al fondo delle vasche di decantazione e sono rimossi dal rifornimento idrico.
“Una migliore comprensione di quanto la legatura in modo opposto fatta pagare delle molecole negli ambienti acquosi potrebbe piombo ai modi di rimozione degli agenti patogeni emergenti nella depurazione delle acque,„ Wong ha detto.
http://www.uiuc.edu/