研究小組開發(fā)出可以殺死細菌的聚合物

抗生素耐藥細菌已成為對公眾健康的快速增長的威脅。根據(jù)美國疾病控制與預(yù)防中心的數(shù)據(jù)，每年有超過280萬人被感染。如果沒有新的抗生素，即使是常見的傷害和感染也有可能致命。

得益于德克薩斯農(nóng)工大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一項合作，科學(xué)家們現(xiàn)在距離消除這一威脅又近了一步，該合作開發(fā)了一種新的聚合物家族，該聚合物能夠殺死細菌，而不會通過破壞這些微生物的膜來誘導(dǎo)抗生素耐藥性。

“我們合成的新聚合物可以通過提供抗菌分子來幫助對抗未來的抗生素耐藥性，這些抗菌分子通過細菌似乎不會產(chǎn)生耐藥性的機制發(fā)揮作用，”化學(xué)系助理教授兼領(lǐng)導(dǎo)者QuentinMichaudel博士說。研究者的這項研究成果于12月11日發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上。

米肖德爾實驗室致力于有機化學(xué)和聚合物科學(xué)的交叉領(lǐng)域，通過精心設(shè)計帶正電的分子，可以合成新的聚合物，該分子可以多次縫合，形成由相同的重復(fù)帶電基序組成的大分子，使用精心挑選的材料稱為AquaMet的催化劑。

米肖德爾表示，這種催化劑被證明是關(guān)鍵，因為它必須能夠承受高濃度的電荷，而且還必須是水溶性的——他認為這一特征對于此類工藝來說并不常見。

取得成功后，Michaudel實驗室對其聚合物進行了針對兩種主要類型的抗生素耐藥細菌(大腸桿菌)的測試。大腸桿菌和金黃色葡萄球菌(MRSA)——與馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校的JessicaSchiffman博士團隊合作。在等待這些結(jié)果的同時，研究人員還測試了他們的聚合物對人類紅細胞的毒性。

“抗菌聚合物的一個常見問題是，當(dāng)靶向細胞膜時，細菌和人體細胞之間缺乏選擇性，”Michaudel解釋道。“關(guān)鍵是在有效抑制細菌生長和不加區(qū)別地殺死幾種類型的細胞之間取得適當(dāng)?shù)钠胶狻?rdquo;

Michaudel認為，科學(xué)創(chuàng)新的多學(xué)科性質(zhì)以及德克薩斯A&M校園和全國各地專門研究人員的慷慨是他的團隊成功確定分子組裝完美催化劑的因素。

米肖德爾說：“這個項目籌備了好幾年，除了我們麻省大學(xué)的合作者之外，如果沒有幾個團體的幫助，這個項目是不可能實現(xiàn)的。”

“例如，我們必須將一些樣品運送到弗吉尼亞大學(xué)的Letteri實驗室來確定聚合物的長度，這需要使用國內(nèi)很少有實驗室擁有的儀器。我們也非常感謝[生物化學(xué)德克薩斯農(nóng)工大學(xué)的NathanWilliams和Jean-PhilippePellois博士在為我們評估紅細胞毒性提供了專業(yè)知識。”

Michaudel表示，該團隊現(xiàn)在將重點關(guān)注提高其聚合物對細菌的活性，特別是它們對細菌細胞與人類細胞的選擇性，然后再進行體內(nèi)測定。

“我們正在合成各種類似物，以實現(xiàn)這一令人興奮的目標，”他說。

該團隊的論文以Michaudel實驗室成員、德克薩斯A&M化學(xué)博士為特色。研究生莎拉·漢考克博士為第一作者。Michaudel實驗室的其他主要貢獻者包括化學(xué)研究生AnTran、博士后學(xué)者ArunavaMaity博士和前博士后學(xué)者NattawutYuntawattana博士(現(xiàn)為泰國農(nóng)業(yè)大學(xué)材料科學(xué)助理教授)。

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