La nueva clase de polímeros antimicrobianos puede matar a cinco bacterias multidrug-resistentes difíciles de tratar

Un equipo de investigación internacional llevado por el instituto de la bioingeniería y la nanotecnología (IBN) de la dependencia para la ciencia, tecnología y la investigación (A*STAR) y IBM investiga desarrolló una molécula sintetizada que pueda matar a cinco tipos mortales de bacterias multidrug-resistentes con limitado, eventualmente, los efectos secundarios. Su nuevo material se podía desarrollar en una droga antimicrobiana para tratar a pacientes con infecciones resistentes a los antibióticos. Esto que encontraba fue denunciada en las comunicaciones de la naturaleza del gorrón científico.

Un diagrama del mecanismo de la matanza del cuatro-paso del polímero contra superbugs drogorresistentes: (1) el atar positivo - del polímero cargado a la superficie de la célula de las bacterias, (2) neutralizando las cargas positivas del polímero para entrar en la membrana celular bacteriana, (3) penetrando en el cyotoplasm bacteriano, un líquido que llena la célula, y (4) precipitando las substancias citoplásmicas para matar a la bacteria.

Los Superbugs que son resistentes a los antibióticos son una amenaza seria de la salud. Según la revista BRITÁNICA en resistencia antimicrobiana, avión derribado de los superbugs alrededor de 700.000 personas por todo el mundo cada año. En 2050, 10 millones de personas de podrían morir cada año si los antibióticos existentes continúan perder su eficacia.

“Hay una necesidad global urgente de los nuevos antimicrobianos que son efectivos contra superbugs. La situación ha llegado a ser más aguda porque las bacterias están comenzando a desarrollar resistencia a la pasado-línea antibióticos, que se dan solamente a los pacientes infectados con las bacterias resistentes a los antibióticos disponibles,” dijo a profesor Jackie Y. Ying, director ejecutivo de IBN.

La comunidad de investigación está intentando desarrollar opciones a los antibióticos usando los polímeros sintetizados. Sin embargo, los polímeros antimicrobianos desarrollados hasta ahora son demasiado tóxicos para el uso clínico, no biodegradable o pueden apuntar solamente un tipo de bacterias.

Para abordar este problema, el Dr. Yi Yan Yang de IBN reunió a un equipo de investigación multidisciplinario de los E.E.U.U., de la China y del Singapur para desarrollar una nueva clase de los polímeros antimicrobianos llamados los policarbonatos guanidinium-functionalized con un mecanismo único de la matanza que puede apuntar una amplia gama de bacterias multidrug-resistentes. Es biodegradable y no tóxico a las células humanas.

El polímero mata a bacterias así. Primero, el polímero ata específicamente a la célula bacteriana. Entonces, el polímero se transporta a través de la membrana celular bacteriana en el citoplasma, donde causa la precipitación de los contenidos de célula (las proteínas y los genes), dando por resultado muerte celular.

Las personas probaron los polímeros en los ratones infectados con cinco bacterias multidrug-resistentes difíciles de tratar: Baumannii de la acinetobacteria, pneumoniae de Escherichia Coli, de la Klebsiella, aureu meticilina-resistente del estafilococo y Pseudomonas aeruginosa. Estos superbugs son detectados por los pacientes en los hospitales y pueden común causar las infecciones sistémicas que llevan a la descarga eléctrica séptica y a la falla múltiple del órgano. Los resultados mostraron que las bacterias fueron quitadas efectivo de los ratones y no se observó ninguna toxicidad.

Los investigadores entonces fomentan probaron la eficacia de los polímeros en ratones con dos tipos de infecciones sistémicas causadas por los superbugs: peritonitis (una infección del forro interior del estómago) e infecciones del pulmón de la Pseudomonas aeruginosa. Los polímeros eliminaron las infecciones bacterianas en ambos grupos de ratones con toxicidad insignificante.

El Dr. Yi Yan Yang, líder del grupo en IBN dijo:

Hemos demostrado el primer ejemplo de una macromolécula sintetizada biodegradable con actividad antimicrobiana del amplio-espectro en ratones, mecanismo único de la matanza y ninguna toxicidad. Una vez que el polímero acaba su trabajo de matar a las bacterias, será degradado naturalmente después de tres días y no permanecerá en la carrocería. Este agente antimicrobiano muestra la gran promesa para el tratamiento y la prevención de infecciones sistémicas multidrug-resistentes.

“Este estudio ilustra el potencial para este nuevo campo de la investigación que denotamos como terapéutica macromolecular del `' para crear totalmente nuevas clases de los tratamientos para las enfermedades múltiples,” dijo al Dr. James Hedrick, miembro del personal distinguido de la investigación, IBM investigan - Almaden, San Jose, California. “En 2016, demostramos la eficacia de polímeros sintetizados para combate enfermedades virales mortales. La investigación actual para tratar infecciones bacterianas redondea fuera nuestra capacidad de tratar algún día un espectro de enfermedades infecciosas con un tipo único, nuevo de mecanismo sin el inicio de la resistencia.”

Para determinar si las bacterias desarrollarán alguna resistencia al polímero, las personas colaboraron con el Dr. Paola Florez de Sessions en el instituto del genoma de A*STAR de Singapur y la célula que dirigían al grupo del Dr. Simone Bianco en la investigación de IBM - Almaden para realizar análisis genomic. Encontraron que las bacterias no mostraron ningún revelado de la resistencia incluso después tratamientos múltiples con el polímero.

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