La nuova classe di polimeri antimicrobici può uccidere cinque batteri multidrug-resistenti difficili da trattare

Un gruppo di ricerca internazionale piombo dall'istituto della bioingegneria e nanotecnologia (IBN) dell'agenzia per scienza, la tecnologia e la ricerca (A*STAR) e IBM ricerca ha sviluppato una molecola sintetica che può uccidere cinque tipi micidiali di batteri multidrug-resistenti con limitato, all'occorrenza, effetti secondari. Il loro nuovo materiale ha potuto essere sviluppato in una droga antimicrobica per curare i pazienti con le infezioni resistenti agli antibiotici. Ciò che trova è stata riferita nelle comunicazioni della natura del giornale scientifico.

Un diagramma del meccanismo di uccisione di quattro-punto del polimero contro i superbugs resistenti alla droga: (1) legare positivamente - del polimero fatto pagare alla superficie delle cellule dei batteri, (2) neutralizzando le cariche positive del polimero per entrare nella membrana cellulare batterica, (3) penetrando nel cyotoplasm batterico, un liquido che riempie la cella e (4) precipitando le sostanze citoplasmiche per uccidere il batterio.

I Superbugs che sono resistenti agli antibiotici sono una minaccia seria di salubrità. Secondo la rassegna BRITANNICA su resistenza antimicrobica, uccisione dei superbugs intorno a 700,000 persone universalmente ogni anno. Da ora al 2050, 10 milione di persone potrebbero morire ogni anno se gli antibiotici attuali continuano a perdere la loro efficacia.

“C'è un'esigenza globale urgente di nuovi antimicrobici che sono efficaci contro i superbugs. La situazione è diventato più acuta perché i batteri stanno cominciando sviluppare la resistenza agli antibiotici del ultimo-line, che sono dati soltanto ai pazienti infettati con i batteri resistenti agli antibiotici disponibili,„ ha detto il professor Jackie Y. Ying, direttore esecutivo di IBN.

La comunità di ricerca sta provando a sviluppare le alternative agli antibiotici facendo uso dei polimeri sintetici. Tuttavia, i polimeri antimicrobici sviluppati finora sono troppo tossici per uso clinico, non biodegradabile o possono mirare soltanto ad un tipo di batteri.

Per affrontare questo problema, il Dott. Yi Yan Yang da IBN ha riunito un gruppo di ricerca pluridisciplinare dagli Stati Uniti, dalla Cina e da Singapore per sviluppare una nuova classe di polimeri antimicrobici chiamati policarbonati guanidinium-functionalized con un meccanismo unico di uccisione che può mirare a una vasta gamma di batteri multidrug-resistenti. È biodegradabile e non tossico alle cellule umane.

Il polimero uccide nel modo seguente i batteri. In primo luogo, il polimero lega specificamente alla cella batterica. Poi, il polimero è trasportato attraverso la membrana cellulare batterica nel citoplasma, in cui causa la precipitazione dei contenuti cella (proteine e geni), con conseguente morte delle cellule.

Il gruppo ha provato i polimeri sui mouse infettato con cinque batteri multidrug-resistenti difficili da trattare: Baumannii dell'acinetobatterio, pneumoniae della klebsiella, di Escherichia coli, aureu meticillina-resistente dello stafilococco e Pseudomonas aeruginosa. Questi superbugs comunemente si acquistano dai pazienti negli ospedali e possono causare le infezioni sistematiche che piombo a scossa settica ed all'errore multiplo dell'organo. I risultati hanno indicato che i batteri efficacemente sono stati eliminati dai mouse e nessuna tossicità è stata osservata.

I ricercatori poi avanzano hanno verificato l'efficacia dei polimeri sui mouse con due tipi di infezioni sistematiche causate dai superbugs: peritonite (un'infezione del rivestimento interno dello stomaco) ed infezioni del polmone da Pseudomonas aeruginosa. I polimeri hanno eliminato le infezioni batteriche in entrambi i gruppi di mouse con la tossicità trascurabile.

Il Dott. Yi Yan Yang, guida del gruppo a IBN ha detto:

Abbiamo dimostrato il primo esempio di una macromolecola sintetica biodegradabile con attività antimicrobica di vasto-spettro in mouse, nel meccanismo unico di uccisione ed in nessuna tossicità. Una volta che il polimero rifinisce il suo processo di uccisione dei batteri, sarà degradato naturalmente dopo i tre giorni e non rimarrà nell'organismo. Questo agente antimicrobico mostra la grande promessa per il trattamento e la prevenzione delle infezioni sistematiche multidrug-resistenti.

“Questo studio illustra il potenziale per questo nuovo campo che della ricerca denotiamo come terapeutica macromolecolare del `' per creare le assolutamente nuove classi di trattamenti per le malattie multiple,„ ha detto il Dott. James Hedrick, il personale distinto della ricerca, IBM ricercano - Almaden, San José, la California. “Nel 2016, abbiamo dimostrato l'efficacia dei polimeri sintetici per combattere le malattie virali micidiali. La ricerca corrente per il trattamento delle infezioni batteriche arrotonda fuori la nostra capacità qualche giorno di trattare una gamma di malattie infettive con un singolo, nuovo tipo di meccanismo senza l'inizio della resistenza.„

Per determinare se i batteri svilupperanno della resistenza al polimero, il gruppo ha collaborato con il Dott. Paola Florez de Sessions all'istituto del genoma di A*STAR di Singapore ed alla cella che costruisce il gruppo di Dott. Simone Bianco alla ricerca di IBM - Almaden per eseguire l'analisi genomica. Hanno trovato che i batteri non hanno mostrato alcun sviluppo della resistenza anche dopo i trattamenti multipli con il polimero.

Sorgente: http://www.ibn.a-star.edu.sg/pdf/media_release/press_133.pdf