Harcban a gyógyszer-rezisztens baktériumokkal
Kutatók polimer-alapú nanorészecskék felhasználásával új eljárást fejlesztettek ki. Ezzel feloldják a kórokozó baktériumok külső védőburkát, megakadályozva veszélyes mutálódásukat.
Az antibiotikumok használata rendkívül értékes fegyvernek bizonyult a fertőzések elleni küzdelemben, ám ennek árnyoldala, hogy túlzott népszerűségüknek és alkalmazásuknak köszönhetően az utóbbi években nagy mértékben csökkent hatékonyságuk. Habár a gyógyszerek elpusztítják a káros mikrobákat, azok a baktériumok, amelyek túlélik ezt, fejlődésnek indulnak és ellenállóvá, rezisztenssé válnak a gyógyszerrel szemben, ami igen komoly veszélyekkel jár.
Ennek megakadályozására a Kaliforniai IBM Research-Almaden és a Singapore-i Institute of Bioengineering and Nanotechnology kutatócsoportja kifejlesztett egy új technológiát. Ennek lényege, hogy polimer-alapú nanorészecskékkel egészítik ki az antibiotikumot, így lerombolják a baktérium védőburkát, megbizonyosodva arról, hogy a baktérium átalakulása véget ért.
Nagyon fontos azonban, hogy ezek a "nanoméretű gyilkosok" a szervezetre egyéb tekintetben ártalmatlanok legyenek!
A gyógyszer-rezisztencia részben azért alakulhatott ki, mert a hagyományos antibiotikumok, mint pl. a ciprofloxacin és a doxycyclin nem rombolják le a baktérium sejtfalát. Ehelyett a sejt középpontja felé haladva próbálják meg elpusztítani a baktériumsejt DNS-ét, megakadályozni osztódását vagy önregenerálódását. Azok a törzsek, amelyek túlélik ezt az "ostromot", tovább fejlődnek, és mutáció révén védetté teszik magukat egy jövőbeni újabb támadás ellen. Ezzel új út nyílik meg a baktérium toxikusabb változata előtt, mint például az igen veszélyes meticillin-rezisztens Staphylococcus aureus (MRSA), mely 2005-ben közel 19 ezer halálos áldozatot követelt Amerikában. Sajnos a kórokozó baktériumok elpusztításához szükséges magas dózis miatt az antibiotikumok nemcsak a fertőzött vérsejteket pusztítják el, hanem az egészségeseket is.
Az IBM Research kutatója szerint a baktériumok antibiotikumokkal szembeni egyre növekvő rezisztenciája a közeljövőben igen nagy problémát fog okozni. Ennek jelei már most is mutatkoznak. Egyre magasabb a halálos áldozatot követelő fertőző betegségek száma, ami magával vonja az egészségügyi költségek növekedését is.
A kutatók új javaslata egy biológiailag lebontható nanostruktúra kifejlesztése – ami esetlegesen injekció formájában közvetlenül a szervezetbe juttatható, vagy helyileg alkalmazható bőrfertőzések kezelésére – polikarbonát polimer felhasználásával, mely "befejezi" az antibiotikum által elkezdett munkát. Ezek a 200 nanométer átmérőjű polimerek kapcsolatba kerülnek a szervezetben vagy a bőrön található vízzel, új polimer struktúrává állnak össze, megcélozzák a baktériummal fertőzött sejteket és lerombolják azok sejthártyáját és sejtfalát.
Ezek a nanorészecskék képesek különbséget tenni az egészséges és baktériumfertőzött sejtek között, az általuk termelt elektromos töltések révén. A baktérium sejtfalának elektromos töltése jelentősen magasabb, mint az egészséges sejté, így a nanorészecskék töltésére ráhangolódva képes szelektálni a veszélyes mikrobákat.
Az in vitro (laboratóriumi) vizsgálat azt mutatta, hogy a vörösvérsejtek nem roncsolódtak még jóval a normál adagolási szint felett sem. A hangsúlyt a ráhangolódási képesség fontosságára helyezték, hiszen a nanorészecskéknek elég ideig kell a szervezetben lenniük ahhoz, hogy elvégezzék feladatukat, ugyanakkor ne halmozódjanak fel.
Pillanatnyilag a Gram-pozitív baktériumokat célozták meg, mint pl. a MRSA, valamint a penészgombákat. A kutatók következő lépésként a kezelendő baktériumtípusok bővítését tervezik, kifejlesztve egy univerzálisabb "nanofegyverrel felszerelt" antibiotikumot.
A kutatók előtt még rengeteg feladat áll, részben az emberi alkalmazás biztonságossá tétele, részben a hordozóanyag kifejlesztése, mellyel bejuttathatják a nanorészecskéket az emberi szervezetb.
forrás: scientificamerican.com, (2011.04.05.)
