科技日报---聚合物击败抗生素耐药性超级细菌
(2024-01-13 14:57:27)
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题记:聚合物能战胜耐药超级细菌,这是以化学手段对抗细菌(微生物)的一种有效方法。在整个医学的发展进程中,细菌与药物一直在博弈,从魔高一尺到道高一丈,再从道高一尺到魔高一丈的演绎一直没有停息。如今通过聚合物来控制细菌是一个飞跃性的进步,也必将带来令人类惊叹的成果!
耐抗生素细菌已成为对公众健康日益严重的威胁。根据美国疾病控制和预防中心的数据,每年,他们的感染人数超过280万。如果没有新的抗生素,即使是常见的损伤和感染也有可能致命。
由于得克萨斯农工大学领导的一项合作,科学家们现在离消除这种威胁又近了一步。该合作开发了一种新的聚合物家族,能够通过破坏这些微生物的膜来杀死细菌,而不会引起抗生素耐药性。
“我们合成的新聚合物可以通过提供抗菌分子来帮助对抗未来的抗生素耐药性,这些抗菌分子通过一种细菌似乎不会产生耐药性的机制发挥作用,”化学系助理教授、该研究的首席研究员Quentin
Michaudel博士说,该项研究于12月11日发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。
Michaudel实验室在有机化学和聚合物科学的界面上工作,通过仔细设计一种带正电荷的分子,可以使用一种名为AquaMet的精心选择的催化剂,将其缝合多次,形成由相同的重复带电荷基序组成的大分子,从而合成了这种新聚合物。根据Michaudel的说法,这种催化剂被证明是关键,因为它必须耐受高浓度的电荷,并且是水溶性的,他描述这一特征在这类工艺中并不常见。
在取得成功后,Michaudel实验室与马萨诸塞大学阿默斯特分校的Jessica
Schiffman博士团队合作,将其聚合物用于对抗两种主要类型的抗生素耐药性细菌——大肠杆菌和金黄色葡萄球菌(MRSA)。在等待这些结果的同时,研究人员还测试了他们的聚合物对人类红细胞的毒性。
Michaudel解释道:“抗菌聚合物的一个常见问题是,当靶向细胞膜时,细菌和人体细胞之间缺乏选择性。”“关键是在有效抑制细菌生长和不分青红皂白地杀死几种细胞之间取得正确的平衡。”
Michaudel认为,科学创新的多学科性质以及德克萨斯农工大学校园和全国各地敬业的研究人员的慷慨是他的团队成功确定分子组装完美催化剂的因素。
Michaudel说:“这个项目已经酝酿了好几年,如果没有几个团体的帮助,以及我们麻省大学的合作者,是不可能实现的。”“例如,我们不得不将一些样本运送到弗吉尼亚大学的莱特里实验室,以确定我们聚合物的长度,这需要使用国内很少有实验室拥有的仪器。得克萨斯农工大学的Jean-Philippe
Pellois,在我们评估红细胞毒性方面提供了他们的专业知识。”
Michaudel说,该团队现在将专注于提高其聚合物对细菌的活性,特别是它们对细菌细胞和人类细胞的选择性,然后再进行生物体内的分析。
他说:“我们正在合成各种类似物,并考虑到这一令人兴奋的目标。”
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