Badacze z kanadyjskiego Uniwersytetu McMastera opracowali eksperymentalną formułę hydrożelu o unikatowych właściwościach przeciwbakteryjnych. W odróżnieniu od tradycyjnych preparatów do stosowania zewnętrznego nie zawiera on antybiotyków, lecz bakteriofagi, czyli wirusy posiadające wyjątkową zdolność do bezpośredniego atakowania i neutralizowania chorobotwórczych bakterii.
Trzyosobowa grupa inżynierów chemicznych wyniki swoich kilkuletnich badań nad żelem opublikowała w lipcowym numerze prestiżowego czasopisma Chemistry of Materials. Swoje zainteresowanie bakteriofagami i ich potencjałem leczniczym tłumaczą potrzebą stworzenia nowych rozwiązań, które pomogą ominąć problem narastającej antybiotykoodporności nabywanej przez kolejne szczepy wielu groźnych bakterii.
Bakteriofagi, inaczej wirusy bakteryjne bądź fagi to grupa obejmująca ponad 2000 cząsteczek zakaźnych charakteryzujących się wyjątkowo skomplikowaną budową. W swojej wielościennej główce (tzw. kapsydzie) przechowują skręconą cząsteczkę kwasu nukleinowego (np. dsDNA), która przez ogonek faga przekazywana jest do wnętrza zaatakowanej komórki bateryjnej. Bakteriofagi zwyczajowo nazywane są „pożeraczami bakterii”, gdyż za pomocą włókienek ogonka wiążą się z powierzchnią bakterii, a następnie, po transferze swojego DNA i jego replikacji, powodują śmierć zaatakowanej komórki. Pierwsze próby wykorzystania bakteriofagów w leczeniu infekcji bakteryjnych miały miejsce na początku XX. wieku, jednak w latach 40. zaniechano ich stosowania na rzecz łatwiejszych w użyciu antybiotyków oraz chemioterapeutyków. Niestety nadużywanie i niewłaściwe stosowanie leków przeciwbakteryjnych doprowadziło do szerzenia się na całym świecie zjawiska antybiotykooporności, czyli wytwarzania przez groźne bakterie mechanizmów obronnych chroniących je przed działaniem danego leku. Wobec stale narastającego problemu oporności drobnoustrojów na klasyczne antybiotyki w centrum zainteresowania ponownie znalazły się bakteriofagi (o innych sposobach walki z antybiotykoopornością możesz przeczytać tutaj)
Kanadyjscy badacze metodami inżynierii genetycznej wyodrębnili i namnożyli znaczące ilości bakteriofagów, w nadziei, że bakterie nie staną się na nie oporne. Wyekstrahowane przez grupę inżynierów wirusy w szybkim czasie zaczęły organizować się w struktury przypominające kryształ, co umożliwiło ich chemiczne połączenie w substancję o hydrożelowej konsystencji. 1 mililitr uzyskanego w ten sposób żółtego „żelu antybakteryjnego” zawierał 300 bilionów bakteriofagów, które pomimo tak dużego stężenia nie utraciły swoich unikatowych właściwości.
Doktor Zeinab Hosseini-Doust’s kierująca pracami nad żelem zapewnia, że odpowiednia modyfikacja materiału genetycznego wirusów umożliwiłaby ich ukierunkowanie przeciwko konkretnym komórkom. Badania nad skutecznością uzyskanego prototypu hydrożelowego skupiają się na jego eksploatacji w formie opatrunku chroniącego zakażone rany oraz antybakteryjnej powłoki pokrywające protezy bądź implanty. Inne propozycje zespołu dotyczą zastosowania bakteriofagów w produkcji sterylnego podłoża dla hodowli tkankowych, a nawet jako sposób na oczyszczenie środowiska z odpadów, w tym z tworzyw sztucznych.
Zainteresowanie mikrobiologów i chemików bakteriofagami wzrosło w 2018 roku, kiedy odkrywcy metody phage display, czyli fagowej ekspresji genów otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii. Ich badania stanowią zachętę do dalszych prac na bakteriofagami i ich zastosowaniem w leczeniu infekcji bakteryjnych, nowotworów oraz chorób autoimmunologicznych.
Źródło:
grafika: 123rf.com
Więcej komentarzy...