Pela melhor compreensão como os antimicrobianos ligam e obtêm desse modo neutralizados no muco de passagens de ar, os pesquisadores nas Universidades de Illinois podem ter encontrado uma maneira de ajudar pacientes da fibrose cística a lutar fora infecções mortais.
“Quando não uma cura, este trabalho tem o potencial como uma estratégia terapêutica contra infecções bacterianas na fibrose cística,” disse Gerard Wong um professor da ciência e da engenharia de materiais, da física, e da tecnologia biológica no U. do I., e de um autor correspondente de um papel aceitado para a publicação nas Continuações da Academia Nacional das Ciências. O papel deve ser afixada esta semana no Web Site do jornal.
Ordinariamente, as passagens pulmonaas são alinhadas com uma camada fina de muco que prende as bactérias e os outros micróbios patogénicos. Movido avante pelos movimentos de pestanas incontáveis, o muco igualmente actua como uma correia transportadora que dispor dos restos. Nos pacientes com fibrose cística, contudo, o muco é mais como o melaço - grosso e viscoso. Porque as pestanas podem já não mover o muco, a camada torna-se colada, e as bactérias crescem, multiplicam e colonizam. As infecções bacterianas A Longo Prazo são a causa de morte preliminar na fibrose cística.
Usando simulações da dispersão de Raio X do synchrotron e da dinâmica molecular, os pesquisadores olharam um olhar mais atento a confusão mucoso.
Os Restos no muco contaminado incluem negativamente - moléculas cobradas, longo-acorrentadas tais como o mucin, ADN e actínio (dos glóbulos brancos inoperantes). Despejam a maioria dos antimicrobianos do corpo, tais como o lysozyme, são positivamente - cobrado.
“Nós encontramos que o actínio e o lysozyme - dois dos componentes os mais comuns no muco contaminado - formam pediram pacotes de moléculas alinhadas, que é algo que você não espera em algo tão desarrumado quanto muco,” disse Wong, que igualmente é um pesquisador no Instituto do Beckman da universidade. “Manteve-se unida firmemente pela atracção da carga oposta, estes pacotes travam basicamente acima os antimicrobianos de modo que fossem incapazes de matar as bactérias.”
Os pesquisadores desenvolveram então um modelo computacional para imitar o sistema biológico. “O modelo previu exactamente a estrutura dos pacotes do actínio-lysozyme, e concordou quantitativa com as experiências da dispersão de Raio X do pequeno-ângulo,” disse Erik Luijten, um professor da ciência e da engenharia de materiais, e da física, assim como de um pesquisador no Instituto de Beckman e no outro autor correspondente do papel de PNAS.
O passo seguinte era encontrar uma maneira de liberar o lysozyme, ou impeça que ligue no primeiro lugar. Usando seu modelo, os pesquisadores exploraram as conseqüências de variar a carga positiva no lysozyme.
“Quando nós reduzimos a carga, nós encontramos um efeito enorme em nosso modelo,” Luijten disse. “O lysozyme não ligaria ao actínio. Flutuou ao redor independente no muco.”
Então, com a genética, os pesquisadores fizeram o lysozyme com aproximadamente metade de carga normal. As Experiências confirmaram as simulações; a carga reduzida impediu que o lysozyme cole ao actínio, sem significativamente reduzir a actividade antimicrobial da mais alta importância.
Embora muito trabalho permanecesse, os pacientes futuros da fibrose cística puderam usar um inalador para entregar antimicrobianos carga-reduzidos genetically alterados às vias aéreas superiores. Lá, estes antimicrobianos da “não-vara” iriam trabalhar as bactérias da matança, e abrandam contra a infecção a longo prazo.
As implicações desta pesquisa estendem em outras áreas também. Na purificação de água, por exemplo, uma das etapas envolve pôr positivamente - moléculas cobradas na água a agarrar negativamente - poluentes cobrados. Os agregados resultantes estabelecem-se à parte inferior dos tanques de terra arrendada e são removidos da fonte de água.
“Uma compreensão melhor de como o ligamento oposta cobrado das moléculas em ambientes aquosos poderia conduzir às maneiras de remover os micróbios patogénicos emergentes na purificação de água,” Wong disse.
http://www.uiuc.edu/