微型腳手架可以支持對抗超級細菌
將分子連接在一起的微小分子支架可能是我們抵抗抗生素耐藥性的關(guān)鍵。發(fā)表在《生物有機與藥物化學(xué)快報》上的研究表明,碳納米點支架與稱為多胺的小分子組裝在一起,可以殺死一些危險的耐藥細菌,包括鮑曼不動桿菌和肺炎克雷伯菌。
根據(jù)世界衛(wèi)生組織的說法,抗菌素耐藥性是我們今天面臨的最大的公共衛(wèi)生威脅之一。2013年,約有480,000例新的耐多藥結(jié)核病病例。標(biāo)準(zhǔn)治療正在失敗,迫切需要開發(fā)更有效的抗生素。
在這一領(lǐng)域工作的科學(xué)家發(fā)現(xiàn),一些大的帶正電的化合物(稱為聚陽離子樹狀聚合物)具有抗菌作用。來自美國溫斯頓·塞勒姆州立大學(xué)和馬來西亞沙撈越大學(xué)的這項新研究的研究人員發(fā)現(xiàn),將相似但更小的聚陽離子分子添加到一種稱為碳納米點的新型材料上,使其在殺滅藥物方面更勝一籌??剐约毦?。
溫斯頓·塞勒姆州立大學(xué)研究的主要作者瑪麗亞·恩古·施韋姆林博士說:“如果要解決耐藥細菌,我們迫切需要新的更好的抗菌材料。” “我們的研究表明,碳納米點可以用作構(gòu)建抗菌材料的分子支架;這令人興奮,因為碳納米點相對容易制造且制造便宜,它們無毒且可溶于水。”
碳納米點是微小的碳顆粒,可用于成像,傳感,藥物輸送和許多其他應(yīng)用。它們可以很容易地由淀粉制成,而且無毒,適合用于醫(yī)學(xué)。
碳納米點表面覆蓋著化學(xué)基團,可以幫助控制這些微小點的熒光特性。該涂層還可以將納米點變成分子支架,以將小分子束縛在一起以增強其潛力。
研究人員使用它們將稱為PAMAM(聚氨基胺)的分子組裝在一起。PAMAM的大小可能有所不同,較大的分子顯示出一定的抗菌活性,較小的分子則沒有。該團隊希望通過將它們附著到碳納米點支架上來制造更小,更具柔韌性的分子,從而成為更好,更高效的抗菌劑,因此,他們構(gòu)建了兩種不同的分子:CND-PAM1和CND-PAM2。
該團隊測試了兩種版本的CND-PAM,發(fā)現(xiàn)它們都可以殺死非常低濃度的大腸桿菌和金黃色葡萄球菌。該分子對大腸桿菌表現(xiàn)出更大的抗菌活性,因此研究人員對其進行了測試,以對抗類似的細菌,包括耐藥菌株:肺炎克雷伯菌,銅綠假單胞菌和鮑曼不動桿菌。在肺炎克雷伯菌的情況下,該分子在殺死耐藥性方面的效率是正常菌株的四倍。
研究人員還研究了具有支架的分子是否有助于使現(xiàn)有抗生素更好地發(fā)揮作用。在抗生素四環(huán)素中添加CND-PAM1使其對耐藥性肺炎克雷伯菌更為有效,在粘菌素中添加CND-PAM2使其對鮑曼不動桿菌的抵抗力增強四倍。
Ngu-Schwemlein博士說:“我們希望我們的研究將導(dǎo)致更有效的抗生素,也將啟發(fā)其他研究人員將碳納米點用作多種應(yīng)用的支架。”
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