یک تیم تحقیقاتی پلیمرهایی تولید می کنند که می توانند باکتری ها را از بین ببرند

باکتری های مقاوم به آنتی بیوتیک به یک تهدید به سرعت در حال رشد برای سلامت عمومی تبدیل شده اند. بر اساس گزارش مرکز کنترل و پیشگیری از بیماری‌های ایالات متحده، هر ساله بیش از 2.8 میلیون مورد عفونت به این بیماری مبتلا می‌شوند. بدون آنتی بیوتیک های جدید، حتی صدمات و عفونت های رایج نیز می توانند کشنده باشند.

به لطف همکاری دانشگاه A&M تگزاس که خانواده جدیدی از پلیمرها را با قابلیت کشتن تولید کرده است، اکنون دانشمندان یک قدم به حذف این تهدید نزدیکتر شده اند. باکتری ها بدون ایجاد مقاومت آنتی بیوتیکی با ایجاد اختلال در غشای این میکروارگانیسم ها.

«پلیمرهای جدیدی که ما سنتز کردیم می‌توانند به مبارزه کمک کنند مقاومت آنتی بیوتیکی دکتر کوئنتین مایچودل، استادیار دپارتمان شیمی و محقق ارشد این مطالعه گفت: در آینده با ارائه مولکول‌های ضد باکتری که از طریق مکانیسمی کار می‌کنند که به نظر نمی‌رسد باکتری‌ها نسبت به آن مقاومت ایجاد کنند. منتشر شده 11 دسامبر مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم.

کار در رابط شیمی آلی و پلیمر آزمایشگاه Michaudel توانست پلیمر جدید را با طراحی دقیق یک مولکول با بار مثبت که می تواند چندین بار به هم بخیه بزند و با استفاده از یک کاتالیزور با دقت انتخاب شده به نام AquaMet، تشکیل دهد تا یک مولکول بزرگ ساخته شده از موتیف باردار تکرار شونده را سنتز کند.

به گفته Michaudel، با توجه به اینکه باید غلظت بالایی از بارها را تحمل کند و همچنین محلول در آب باشد، این کاتالیزور کلیدی است، ویژگی که او برای این نوع فرآیند غیرمعمول توصیف می کند.

پس از دستیابی به موفقیت، آزمایشگاه Michaudel پلیمرهای خود را در برابر دو گونه اصلی آزمایش کرد باکتری های مقاوم به آنتی بیوتیک– E. coli و Staphylococcus aureus (MRSA) – با همکاری گروه دکتر جسیکا شیفمن در دانشگاه ماساچوست Amherst. در حالی که منتظر این نتایج بودند، محققان همچنین سمیت پلیمرهای خود را در برابر گلبول های قرمز انسان آزمایش کردند.

Micodel توضیح داد: «یک مشکل رایج پلیمرهای ضد باکتری عدم انتخاب پذیری بین باکتری ها و سلول های انسانی هنگام هدف قرار دادن غشای سلولی است. “کلید این است که تعادل مناسب بین مهار موثر رشد باکتری ها و کشتن بی رویه چندین نوع سلول ایجاد شود.”

مایچودل ماهیت چند رشته ای نوآوری علمی و سخاوت محققان متعهد در پردیس A&M تگزاس و کشور را به عنوان عوامل موفقیت تیمش در شناسایی کاتالیزور عالی برای جمع آوری مولکول های خود می داند.

مایچودل گفت: «این پروژه چندین سال است که در حال ساخت است و بدون کمک چندین گروه، علاوه بر همکاران UMass ما، امکان پذیر نبود.

به عنوان مثال، ما مجبور شدیم چند نمونه را به آزمایشگاه Leteri در دانشگاه ویرجینیا بفرستیم تا طول پلیمرهای خود را تعیین کنیم، که نیاز به استفاده از ابزاری داشت که آزمایشگاه های کمی در کشور دارند. ما نیز بی نهایت سپاسگزاریم [biochemistry Ph.D. candidate] ناتان ویلیامز و دکتر ژان فیلیپ پلوا در تگزاس A&M، که تخصص خود را در ارزیابی سمیت ما در برابر گلبول های قرمز ارائه کردند.

مایچودل می‌گوید که این تیم اکنون بر روی بهبود فعالیت پلیمرهای خود در برابر باکتری‌ها – به‌ویژه گزینش‌پذیری آنها برای سلول‌های باکتریایی نسبت به سلول‌های انسانی – قبل از حرکت به سنجش‌های in vivo تمرکز خواهند کرد.

او گفت: «ما در حال سنتز آنالوگ های مختلف با در نظر گرفتن این هدف هیجان انگیز هستیم.

گزارش این تیم شامل یکی از اعضای آزمایشگاه Michaudel و یک دکترای شیمی A&M تگزاس است. فارغ التحصیل سارا هنکوک، دکترا، به عنوان نویسنده اول. دیگر مشارکت کنندگان کلیدی از آزمایشگاه Michaudel عبارتند از An Tran، دانشجوی فارغ التحصیل شیمی، دکتر Arunava Maity، همکار فوق دکترا، و دکتر Nattawut Yuntawattana، همکار سابق فوق دکترا، که اکنون استادیار علم مواد در دانشگاه Kasetsart در تایلند است.