Vid bättre överenskommelse hur antimicrobialsröran och får därmed inactivated i mucusen av luftar passager, forskare på Universitetar av Illinois kan ha funnit a långt för att hjälpa tålmodig för cystic fibrosis att slåss av dödliga infektioner.
”Fördriva inte en bot, har detta arbete potentiellt som en terapeutisk strategi mot bakterie- infektioner i cystic fibrosis,”, sade Gerard Wong en professor av vetenskap och att iscensätta för material, av fysik och av bioengineering på Uen. av I. och en motsvarande författare av ett pappers- som accepterades för publikationen i Förfarandena av MedborgareAkademin av Vetenskaper. Det pappers- ska postas denna vecka på tidskriftens Webbplats.
Vanligt fodras pulmonary passager med ett tunt lagrar av mucus som fångar bakterier och andra pathogens. Rört vid vinkar along av otaliga cilia, mucusen agerar också som en transportband som kasserar av skräpet. I tålmodig med cystic fibrosis emellertid, är mucusen mer viscous lik molasses - som är tjock och. Därför Att ciliana på burk ej längre flyttning mucusen, blir lagrar fastnat, och bakterierna växer, multiplicerar och koloniserar. Långsiktiga bakterie- infektioner är den primära dödsorsaken i cystic fibrosis.
Genom Att Använda synchrotronen Röntga spridningen, och molekylära dynamiksimuleringar, forskarna tog en mer nära look på den slemmiga messen.
Skräp i den infekterade mucusen inkluderar negativt - laddade lång-kad molekylar liksom mucin, DNA och actin (från döda vitblodceller). Det vänder ut mest av huvuddelens antimicrobials, liksom lysozyme, är positivt - laddat.
”Grundar Vi, att actin och lysozyme - två av de mest allmänningdelarna i infekterad mucus - bildar beställde packar av arrangera i rak linje molekylar, som är något dig inte förväntar i något som så är smutsig som mucus,” sade Wong, som är också en forskare på universitetar det Beckman Institutet. ”Rymt tillsammans stramt av dragningen av motsatsladdningen, låser dessa packar i stort upp antimicrobialsna, så att de är oförmögna att döda bakterier.”,
Forskarna framkallade därefter ett computational modellerar för att efterapa det biologiska systemet. ”Förutsade instämmde modellera exakt strukturera av delysozyme packarna och quantitatively med liten-meta Röntgar spridningexperiment,”, sade Erik Luijten, en professor av vetenskap och att iscensätta för material och av fysik, såväl som en forskare på det Beckman Institutet och den annan motsvarande författare av PNASEN skyler över brister.
De nästa kliver var att finna a långt för att befria lysozymen, eller förhindra den från bandet i första förlägger. Att Använda som är deras, modellerar, forskarna undersökte följderna av varierande realitetladdningen på lysozymen.
”Då vi förminskade laddningen, grundar vi ett enormt verkställer i vårt modellerar,”, sade Luijten. ”Skulle lysozymen inte röra till actinen. Den svävade omkring självständigt i mucusen.”,
Därefter till och med genteknik, gjorde forskarna lysozyme med ungefärligt halva det normalaladdningen. Experiment bekräftade simuleringarna; den förminskande laddningen förhindrade lysozyme från att klibba till actin, utan markant förminskande denviktiga antimicrobial aktiviteten.
Även Om mycket arbete återstår, framtida för tålmodigstyrkan för cystic fibrosis bruk en inhaler att leverera genetiskt ändrade laddning-förminskande antimicrobials till övreflygbolag. Där går mildrar dessa ”skulle non-pinnen” antimicrobials att fungera dödande bakterier och mot långsiktig infektion.
Implikationerna av denna forskning fördjupa in i andra områden som väl. I bevattna purification, kliver till exempel en av gäller att sätta positivt - laddade molekylar i bevattna till hastigt grepp negativt - laddade föroreningar. De resulterande aggregaten sätter till bottnen av hållande behållare och tas bort från bevattnatillförselen.
”Bevattnar en bättre överenskommelse av, hur den motsatt laddade molekylröran i aqueous miljöer kunde leda till väg av att ta bort dyka upp pathogens in, purification,”, sade Wong.
http://www.uiuc.edu/