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El objetivo molecular de los taladros y destruye superbugs mortales

Los taladros moleculares han ganado la capacidad de apuntar y de destruir las bacterias mortales que han desarrollado resistencia a casi todos los antibióticos. En algunos casos, los taladros hacen los antibióticos efectivos de nuevo.

Los investigadores en Rice University, la universidad de Tejas A&M, la universidad de Biola y la universidad de Durham (Reino Unido) mostraron que las moléculas motorizadas desarrolladas en el laboratorio del arroz del viaje de James del químico son efectivas en matar a microbios resistentes a los antibióticos en cuestión de minutos.

“Estos superbugs podrían matar 10 millones de personas de al año en 2050, manera que alcanza el cáncer,” el viaje dijo. “Éstas son bacterias de la pesadilla; no responden cualquier cosa.”

Los motores apuntan las bacterias y, activado una vez con la luz, la madriguera con sus exteriores.

Mientras que las bacterias pueden desarrollarse para resistir los antibióticos poniendo el seguro los antibióticos fuera, las bacterias no tienen ninguna defensa contra los taladros moleculares. Los antibióticos capaces de conseguir con los orificios hechos por los taladros son de nuevo mortíferos a las bacterias.

Los investigadores denunciaron sus resultados en el gorrón ACS de la sociedad de substancia química americana nano.

El viaje y Roberto PAL, profesor investigador de la universidad de la sociedad real en Durham y co-autor del nuevo papel, introdujeron los taladros moleculares para agujerear a través de las células en 2017. Los taladros son las moléculas paddlelike que se pueden incitar para hacer girar en 3 millones de rotaciones por segundo cuando están activadas con la luz.

Las pruebas por el laboratorio de Tejas A&M del científico Jeffrey Cirillo del guía y del investigador anterior Richard Gunasekera del arroz, ahora en Biola, mataron efectivo a pneumoniae de la Klebsiella en cuestión de minutos. Las imágenes microscópicas de bacterias apuntadas mostraron adonde los motores habían perforado con membranas celulares.

Las “bacterias apenas no tienen un bilayer del lípido,” el viaje dijo. “Tienen dos bilayers y proteínas con los azúcares que los ligan, así que las cosas no consiguen normalmente con estas membranas celulares muy robustas. Por eso estas bacterias son tan duras de matar. Pero no tienen ninguna manera que defender contra una máquina como estos taladros moleculares, puesto que esto es una acción mecánica y no un efecto químico.”

Los motores también aumentaron la susceptibilidad de la pulmonía del K. al meropenem, una droga antibacteriana a la cual las bacterias había desarrollado resistencia. “A veces, cuando las bacterias imaginan una droga, no la permite hacia adentro,” el viaje dijo. “Otras veces, bacterias derrotan la droga permitiéndola hacia adentro y desactivándola.”

Él dijo que el meropenem es un ejemplo del anterior. “Ahora podemos conseguirlo a través de la pared celular,” el viaje dijo. “Esto puede respirar nueva vida en los antibióticos ineficaces usando ellos conjuntamente con los taladros moleculares.”

Gunasekera dijo a las colonias bacterianas apuntadas con una pequeña concentración de nanomachines solamente matados hasta el 17% de células, pero eso aumentó hasta el 65% con la adición de meropenem. Después de otros motores de equilibrio y del antibiótico, los investigadores podían matar al 94% del patógeno pulmonía-que causaba.

El viaje dijo que los nanomachines pueden ver su impacto más inmediato de tratar las infecciones de la piel, de la herida, del catéter o del implante causadas por las bacterias -- como el estafilococo áureo MRSA, la Klebsiella o pseudomonas -- e infecciones intestinales. “En la piel, en los pulmones o en el trecho del SOLDADO ENROLLADO EN EL EJÉRCITO, dondequiera que poder introducir una fuente de luz, podemos atacar estas bacterias,” él dijo. “O uno podía hacer que la sangre atraviese una caja externa luz-que contenía y entonces nuevamente dentro de la carrocería para matar a bacterias sangre-soportadas.”

Estamos mucho interesados en tratar infecciones de la herida y del implante inicialmente. Pero tenemos maneras de entregar estas longitudes de onda de la luz a las infecciones del pulmón que causan mortalidades numerosas de la pulmonía, de la fibrosis quística y de la tuberculosis, así que también desarrollaremos tratamientos respiratorios de la infección.”

Jeffrey Cirillo, científico del guía

Gunasekera observó las bacterias diafragma-soportadas que causan infecciones de vías urinarias pueden también ser apuntadas.

El papel es uno de dos publicados por el laboratorio del viaje esta semana que avance la capacidad de nanomachines microscópicos de tratar enfermedad. En el otro, que aparece en ACS aplicó interfaces de los materiales, investigadores en el arroz y al Doctor en Medicina centro de la Universidad de Texas del cáncer de Anderson apuntado y atacó las muestras del laboratorio de células cancerosas pancreáticas con las máquinas que responden a visible bastante que la luz ultravioleta previamente usada. “Éste es otro avance grande, puesto que la luz visible no causará tanto daño a las células circundantes,” viaje dijo.

Source:
Journal reference:

Galbadage, T., et al. (2019) Molecular Nanomachines Disrupt Bacterial Cell Wall, Increasing Sensitivity of Extensively Drug-Resistant Klebsiella pneumoniae to Meropenem. ACS Nano. doi.org/10.1021/acsnano.9b07836.