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Nueva aproximación antimicrobiana elegante a prevenir caries

La prevención de las cavidades podía un día implicar el equivalente dental de una huelga quirúrgica militar. Personas de los investigadores apoyados por el instituto nacional del parte dental y craneofacial de la investigación han creado un nuevo tratamiento antimicrobiano elegante que se puede químicamente programar en el laboratorio para buscar y para matar a una especie cavidad-que causa del específico de bacterias, saliendo de las buenas bacterias sin tocar.

El tratamiento experimental, denunciado en línea en los agentes y la quimioterapia antimicrobianos del gorrón, se llama un SELLO. Las siglas representan “péptidos antimicrobianos específicamente apuntados” y, como su homónimo postal, los sellos tienen una estructura bilateral. El primer es la serie autoguiada hacia el blanco corta de una feromona, una substancia química de la transmisión de señales que pueda ser tan única como una huella dactilar a una bacteria y asegure el SELLO encuentre su objetivo. El segundo es una pequeña bomba antimicrobiana que químicamente se conecta a la serie autoguiada hacia el blanco y mata a la bacteria sobre lanzamiento.

Mientras que los científicos han tenido éxito en el pasado en el alcance de bacterias específicas en el laboratorio, este parte es único debido a los sellos ellos mismos. Consisten en generalmente menos de 25 aminoácidos, un fantoche relativo comparado a los anticuerpos abultados, bacteria-que buscan que han fascinado a los científicos por años. Debido a su diseño aerodinámico, los sellos también se pueden producir eficientemente y rápidamente en las máquinas automatizadas de la química de la sólido-fase diseñadas para sintetizar las pequeñas moléculas bajo 100 aminoácidos, llamados los péptidos.

Los sellos de primera generación también probaron extremadamente efectivo en el trabajo de laboratorio inicial. Como se explica en el papel de este mes, los científicos encontraron que podrían eliminar la bacteria oral cavidad-asociada Steptococcus mutans en el plazo de 30 segundos de un biofilm oral sin ningún daño colateral a relacionado pero la especie no patógena sujetó cerca. Los Biofilms son complejo, las comunidades microbianas de varias capas que forman rutinario en nuestros dientes y órganos en la carrocería. Según un presupuesto, los biofilms se pueden implicar en diversos grados en el hasta 80 por ciento de infecciones humanas.

“Hemos movido ya el S. que el SELLO mutans en los estudios humanos, donde puede ser aplicado como parte de una pasta o de un mouthrinse,” dijo al Dr. Wenyuan Shi, autor mayor en el papel y un científico en la Universidad de California en la escuela de Los Ángeles de la odontología. “También estamos desarrollando otros sellos dentales que apunten los microbios orales específicos implicados en enfermedad periodontal y posiblemente incluso malo aliento. Después de eso, esperamos perseguir usos médicos posibles de esta tecnología.”

Shi dijo que su trabajo de grupo sobre una terapia dental apuntada comenzó hace aproximadamente ocho años con el reconocimiento que el cuidado dental diario había alcanzado los cruces. “La manera estándar de combate infecciones bacterianas está con la vacunación, antibióticos, y/o cuidado higiénico,” dijo a Shi. “Representan tres de los descubrimientos más grandes de la público-salud del siglo XX, pero cada uno tiene sus limitaciones en la boca. Vacunación de la toma. Podemos generar los anticuerpos en la sangre contra el S. mutans. Pero en la boca, donde está mucho más débiles las vidas mutans del S. y nuestra inmunidad natural, generar una inmunorespuesta fuerte ha sido desafiador.”

Según Shi, una limitación importante de antibióticos y de la higiene dental estándar es su falta de selectividad. “Por lo menos 700 especies bacterianas ahora se saben para habitar la boca,” dijo a Shi. “Las buenas bacterias se mezclan hacia adentro con las malas, y nuestros tratamientos actuales simple sin obstrucción todo de distancia. Eso puede ser un problema porque tenemos datos para mostrar que los patógeno crecen detrás primer. Son extremadamente competitiva, y eso es qué los hace patógena.”

Para ilustrar este punto, Shi ofreció una analogía. “Piense en un césped infestado con los dientes de león,” él dijo. “Si usted utiliza un herbicida y un avión derribado generales todo allí, los dientes de león se volverán primero. Pero si usted utiliza un asesino diente de león-específico y permite el fleco completar el césped, los dientes de león no se volverán.”

El esperar resolver la entrega de la selectividad, Shi y a sus colegas comenzó a sujetar las toxinas a la región autoguiada hacia el blanco de anticuerpos. Pidieron prestado el concepto de inmunoterapia, un área de la investigación de cáncer en la cual los anticuerpos toxina-toting se programan para matar a las células del tumor y para dejar las células normales próximas solas.

A pesar de un cierto éxito en matar a bacterias específicas en el biofilm oral, Shi dijo que su grupo pronto encontró la misma dificultad técnica que los investigadores del cáncer funcionaron con inicialmente en con inmunoterapia. Sus anticuerpos de alcance eran grandes y abultados, haciéndolos inestable, terapéutico ineficaz, y costoso producir. “Que es cuando decidíamos conseguir una tecnología más alta,” dijo al Dr. Randal Eckert, científico del UCLA y autor importante en el estudio.

O, como Eckert observó, ése es cuando giraron a la “potencia de la genómica,” o al estudio comparativo de la DNA entre especie. Eckert y los colegas engancharon sobre una base de datos en línea que contiene la serie completa de la DNA del S. mutans. Determinaron péptido estimulante llamado feromona de la capacidad de 21 péptidos un “,” o CSP, que eran específicos a la bacteria. De allí, ellos las instrucciones pulsadas en una máquina automatizada de la química de la sólido-fase de sintetizar inmediatamente el CSP integral y una serie antimicrobiana de 16 péptidos, y fuera vinieron su primera mezcla de sellos.

Después de un cierto ensayo y error, Eckert dijo que él y sus colegas decidían “conseguir incluso más cortos.” Generaron final un SELLO con el mismo agente antimicrobiano pero con una serie del ocho-péptido CSP de la firma para apuntar el S. mutans. “Reunimos la saliva a partir de cinco personas y creamos un biofilm oral en el laboratorio que incluyó un par de fuerzas cientos especies de bacterias,” dijimos a Eckert. “Aplicamos el SELLO, y tardó solamente cerca de 30 segundos para eliminar el S. mutans en la mezcla, mientras que deja las otras bacterias en tacto.”

¿Como los dentistas se preguntan a veces, qué suceso si el S. mutans se elimina del biofilm oral? ¿Otro especies igualmente o más destructivas llena su nulo, creando un nuevo equipo de problemas orales? Shi dijo que la naturaleza ofrece ya una buena respuesta. El “cerca de 10 a 15 por ciento de gente no tiene S. mutans en sus biofilms, y él apenas multa sin él,” él dijo. “Además, el S. mutans no es una especie dominante en el biofilm. Se convierte en solamente un problema cuando comemos muchos hidratos de carbono.”

Observando al futuro, Shi dijo que los nuevos sellos que buscan la otra especie bacteriana potencialmente dañina se podrían generar en cuestión de días. Él dijo que todo el que es necesario es la serie completa de la DNA de un microbio, una serie autoguiada hacia el blanco única de una feromona, y un péptido antimicrobiano apropiado. “Tenemos una colección de péptidos antimicrobianos que revisamos generalmente la bacteria a través primero en el laboratorio,” dijimos a Shi. “Podemos emplear el equivalente antimicrobiano de una bomba de 2.000 toneladas o de una bomba de 200 libras. Nuestra opción está generalmente en alguna parte en el centro. Si el péptido antimicrobiano es demasiado fuerte, también matará a las bacterias circundantes, así que tenemos que tener muy cuidados.”