用IBM的合成分子代替惯用抗生素


来源:原始文章

IBM研究人员正在研究有助于抵抗细菌对抗生素耐药性的物质。 图片显示了其中一种细菌,MRSA(耐甲氧西林金黄色葡萄球菌, 耐甲氧西林金黄色葡萄球菌)。 已经提出合成药物可以帮助抵抗细菌的持续进化。

1928年亚历山大·弗莱明(Alexander Fleming)发现青霉素具有重要意义,其原因有两个:首先,医生获得了期待已久的抗击肺炎,淋病和风湿热等疾病的机会。 在此之前,除了期待,观察和依靠命运和自己的豁免工作外,别无其他方法。 很明显,对于患者来说,它常常是悲惨地结束。 其次,这一发现使科学家们产生了另一个想法-“那些分泌细菌或真菌的物质可以用来攻击其他传染病吗?”

从那时起,人们开始不断寻找诸如青霉素之类的新分子,以抗击感染我们的细菌和真菌。 这是一场激烈的比赛,时间在与人争斗。 细菌高速变化,在我们试图摧毁它们的同时,细菌也试图通过任何方式生存。 这里最不愉快的是,在这样的一场“拔河比赛”中,微生物显然正以合理的幅度向其方向发展。 2016年5月,一组名为“监测微生物对药物的耐药性”的研究人员发现,每年约有700,000人死于抗生素耐药性疾病(由细菌引起的,而现有的抗生素都无法对付细菌)。 除非找到其他治疗方案,否则到2050年,预计每年的死亡率将增加至1000万。

科学正在竭尽全力防止这种情况的发生。 同时,大多数人忙于Fleming的工作-筛选细菌和真菌以寻找合适的物质,IBM研究人员选择了另一种途径,创造了一种合成分子来破坏内部细菌。

发展始于最严重的感染情况: 病原体对抗生素的抵抗力,全身感染, 多器官衰竭 。 他们成功地构建了一种能有效对抗五个最著名物种的物质,这些物质以对药物的抵抗力而著称,那些通常直接在医院开始并迅速捕获人体的物质,导致所有器官完全衰竭。

当然,合成药物的研究并不是昨天开始的,但是任务仍然没有变得容易。 必须使该试剂可生物降解-因为它不应长时间留在人体内-并且不允许健康组织随感染而被杀死。 例如,“最后机会”的抗生素具有极高的毒性,并且与细菌一起感染肝脏以及其他系统。

“我们正在尝试模仿免疫力,” IBM的James Hendrick说。 他和他的团队在《自然通讯》杂志上发表了这些材料 。 科学家写道:“免疫系统可以治愈微生物并破坏其细胞膜。我们通过抑制外来细胞的防御机制来消除捕获的外来细胞。” “生病时,人体会产生抗菌肽-换句话说,是聚合物链”(实际上是长蛋白质分子)。 近来,许多实验室集中在这类分子的合成上。

亨德里克认为,主要困难是毒素从“杀死”的感染细胞进入血液。 对于单个或少量,这是可以容忍的。 但是,对于全身性感染,费用高达数百万美元,而且毒性作用可能很可怕。

亨德里克补充说,以前,合成纤维使用了类似的方法,“使每种细菌破裂”。 现在他们从内而外地工作。

除了以上所述,亨德里克的同事们还认为,这种药物通常甚至可以降低细菌对抗生素的抵抗力。 聚合物利用静电相互作用-吸引正电荷和负电荷。 但是细菌表面上有许多这样的吸引点,这意味着即使菌株发生了某些突变,仍然会有一个可以捕捉的地方。

根据IBM的报告,该聚合物是完全可生物降解的,并且作用非常快。 “很棒的是,三天后新的材料类别彻底瓦解了。 实际上,它被引入,完成其工作,分解并离开人体。”

目前,该药物仅在小鼠中进行过测试,但亨德里克认为现在是时候对该配方进行人体临床试验了。 对于IBM而言,这意味着与制药公司合作组织必要的测试,并在将来根据结果开发特定的药物。

听起来不错,但是从实验室桌子到药房架子的路并不远。 对小鼠进行阳性测试并不意味着对一个人一切都会自动以相同的方式起作用。 最令人担忧的是物质在我们体内积累的可能性。 正是由于这种聚合物的前体并没有真正分解并且没有被去除,因此被拒绝了。

人们对成本持怀疑态度。 合成比制药业中使用的抗生素生产技术更昂贵,这将提高制造公司和最终消费者的价格。

即使这种药物的高有效性得到了证明,但世界仍将不拒绝寻求其他不使用抗生素治疗疾病的方法以及减缓耐药性增长的方法。 在后者中,减少剖腹产可能会有所帮助; 禁止对无应答的感染(例如流感或普通感冒)或免疫系统可独立应对的感染服用抗生素; 减少食品工业中抗生素的使用

尽管该药物会在一段时间内抑制细菌在耐药性方面的进展(亨德里克并未预测会持续多久),但它不会永远持续下去。 细菌非常聪明。 “再过几十年,他们将想出如何避免使用我们的聚合物,”亨德里克警告说。因此,与他们的战争将永远不会结束。

有关此物质(胍基官能化的聚碳酸酯)的详细文章,可以在此处找到(英文)。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN411155/


All Articles