Lille molekyle kan stoppe infektiøse biofilm vokser på medicinske implantater


Lille molekyle kan stoppe infektiøse biofilm vokser på medicinske implantater

Moderne medicin er stærkt afhængig af evnen til at vedhæfte og implantere enheder til og i menneskekroppen for at behandle en bred vifte af sygdomme og tilstande. Et stort problem med deres anvendelse er imidlertid, at de tilbyder førsteklasses ejendomme til kolonisering af bakterier i elastiske og vanskelige at behandle "biofilm", der resulterer i kroniske infektioner og øgede behandlingsomkostninger. Nu tilbyder en ny undersøgelse en mulig løsning i form af et lille molekyle, som blokerer evnen hos en særlig stædig og fælles infektiøs bakterie til at danne biofilmer.

Evnen til at danne biofilmer hjælper stædige og svære at behandle infektioner som MRSA at sprede sig i kroppen.

Forskerne - herunder mikrobiologer fra Trinity College Dublin i Irland - rapporterer deres resultater i tidsskriftet PNAS .

Bakterier findes generelt i to tilstande: som individuelle celler (planktonisk tilstand) eller som organiserede kolonier, der holder sig til overflader og holdes sammen af ​​en slimet, ekstracellulær matrix fremstillet af molekyler, som de udskiller.

Som biofilmer kan bakterier klæbe til enhver naturlig eller menneskeskabt overflade. For eksempel kan de findes på nedsænket flader i ikke-sterilt vand og forårsage enorme problemer for vedligeholdelse af skibskrog, olierørledninger og drikkevandsforsyninger. De er også et stort problem for fødevareindustrien.

Selv om en steril overflade er nedsænket - enten i havvand eller ferskvand - begynder det næsten umiddelbart at blive dækket af en bakteriel biofilm. Faktisk blev en af ​​de første grundige undersøgelser af biofilmer udført i en alpine strøm.

Bakterielle biofilmer kan udvikle sig på mange overflader i og på kroppen, såsom i kroniske sår, på huden, i tarmen og i tandlægeplade. De menes også at bidrage til lungebetændelse hos patienter med cystisk fibrose.

Biofilm på medicinsk udstyr udgør en stor udfordring

Biofilm kan også udvikle sig på overfladerne af enheder, der er indsat eller implanteret i kroppen, såsom pacemakere, hjerteventiler, katetre, brystimplantater, kunstige led og endda kontaktlinser.

Infektioner forårsaget af biofilm er mere udfordrende at behandle end infektioner forårsaget af planktoniske celler; De er stærkt resistente overfor antibiotika og immunangreb, og deres forekomst på biomedicinske overflader antages at være en ledende dødsårsag over hele verden.

Derfor er der et presserende behov for nye metoder til at håndtere biofilminfektioner i medicin.

Den nye undersøgelse vedrører bakterien Staphylococcus aureus , Som viser en bemærkelsesværdig evne til at danne biofilmer, der er vanskelige at udrydde - en stor faktor i at hjælpe MRSA-infektioner til at sprede sig i kroppen og modstå behandling.

Små molekyle forstyrrer bindinger, som hjælper til at danne biofilm

Forskerne fokuserede på bindingsinteraktioner, som forekommer mellem visse proteiner på overfladerne af bakteriecellerne, da de aggregeres under dannelse af biofilm.

I deres papir bemærker de, at der er voksende tegn på, at disse interaktioner bidrager til dannelse af biofilm, men de underliggende mekanismer er ikke klare.

De fandt ud af, at et overfladeprotein i særdeleshed spillede en dobbelt rolle. Proteinet hedder SdrC, og det fremmer adhæsion mellem bakterieceller såvel som vedhæftning af celler til overflader.

Yderligere undersøgelser viste, at et lille molekyle ("afledt af β-neurexin") kan blokere SdrC-interaktionerne mellem celler, hvilket effektivt stopper det fra at genkende andre bakterieceller. Det kan også blokere interaktioner mellem bakterieceller og overflader for at forhindre dannelse af biofilm.

Holdet mener, at resultaterne kan føre til nye terapier, der forhindrer biofilmdannelse på medicinske implantater og apparater, og det hjælper også patientens opsving efter operation.

Dette spændende gennembrud vil informere udformningen af ​​nye målrettede tilgange til forebyggelse af biofilmdannelse af stafylokokker og reducere forekomsten af ​​medicinsk udstyrsrelateret infektion."

Medforfatter Dr. Joan A. Geoghegan, Trinity College Dublin

Lær hvordan medicinske implantater belagt med 'glatte overflader' afviser infektiøse biofilm.

Star Trek New Voyages, 4x03, World Enough and Time, Subtitles (Video Medicinsk Og Professionel 2021).

Afsnit Spørgsmål På Medicin: Sygdom