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Posted in | Nanomedicine

Clark della scuola nanofactories potrebbe essere il prossimo grande passo avanti nella terapia antimicrobica

Published on January 27, 2010 at 8:34 AM

Una nuova ricerca in A. James Clark School of Engineering potrebbe prevenire le infezioni batteriche con piccole macchine biochimiche - nanofactories - che possono confondere i batteri e impedire loro di diffondere, senza l'uso di antibiotici.

Un documento a proposito della ricerca è anche il problema attuale di Nature Nanotechnology. "Engineered biologico innescare nanofactories quorum sensing nei batteri risposta mirata", è stato scritto da alunno della scuola Clark Rohan Fernandes (Ph.D. '08, bioingegneria), studente laureato Varnika Roy (biologia molecolare e cellulare), studente laureato Hsuan-Chen Wu ( bioingegneria), e il loro consulente, William Bentley (professore e sedia, Fischell Dipartimento di Bioingegneria).

Il lavoro del gruppo è un aggiornamento sul loro nanofactories originale, sviluppato nel 2007. Quelli nanofactories fatto uso di minuscoli bit magnetici per guidarli al sito di infezione.

"Questa è una completamente nuova, tutto biologico versione," dice. "Il nuovo nanofactories sono auto-guidati e mirati. Abbiamo dimostrato per la prima volta che sono in grado di trovare uno specifico tipo di batterio e indurre a comunicare, un livello molto più sottile di automazione e controllo".

Il nuovo nanofactories può dire la differenza tra batteri cattivi (patogeni) e buono. Per esempio, il nostro apparato digerente contengono un certo livello di batteri buoni per aiutarci digerire il cibo. Il nuovo nanofactories potrebbe colpire solo i batteri cattivi, senza interrompere i livelli di batteri buoni nel tratto digestivo (un effetto collaterale comune di molti antibiotici). Nanofactories bersaglio i batteri direttamente piuttosto che viaggiare in tutto il corpo, un altro vantaggio rispetto ai tradizionali antibiotici.

Cellule batteriche parlano tra loro in una sorta di cellula-cellula di comunicazione noto come quorum sensing. Quando il senso cellule di aver raggiunto una certa quantità, l'infezione potrebbe essere innescato. Il nanofactories biologica sviluppata presso la Scuola di Clark può interrompere questa comunicazione, interrompendo l'azione delle cellule e chiusura un'infezione.

In alternativa, il nanofactories potrebbe ingannare i batteri in un quorum sensing troppo presto. In questo modo farebbe scattare i batteri per cercare di formare una infezione prima ci sono abbastanza cellule batteriche per fare del male. Ciò avrebbe indotto una risposta naturale del sistema immunitario in grado di fermarli senza l'uso di droghe.

Perché nanofactories sono progettati per influenzare la comunicazione invece di cercare di uccidere i batteri, che potrebbe contribuire a curare la malattia nel caso in cui un ceppo di batteri è diventato resistente agli antibiotici.

"Il lavoro del Dr. Bentley è estremamente eccitante come lui sta usando la capacità di ingegneria di 'costruire' l'utilizzo di componenti a base naturale," afferma Philip Leduc, professore associato presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Biomedica e il Centro corsia per la Biologia Computazionale e Scienze Biologiche presso la Carnegie Mellon University. "Capire la scienza delle cellule è meraviglioso, ma poi di utilizzare questi componenti e costruire sistemi in grado di sfruttare i vantaggi biologica è un enorme passo avanti. Il suo lavoro in questo articolo usa il suo approccio sintetico biologia per costruire nanofactories nuovo verso nuove aree di antimicrobici e di apertura delle conoscenze nel quorum sensing ".

La capacità del nanofactories 'di modificare cellula-cellula di comunicazione non si limita a combattere le infezioni.

"Quorum molecole di rilevamento e segnalazione sono effettivamente utilizzati per compiere un sacco di cose", spiega Bentley. "A volte la malattia si sviluppa perché la comunicazione non si sta verificando - un buon esempio è disturbi digestivi che comportano uno squilibrio dei batteri nel tratto digestivo In questo caso, nanofactories potrebbero essere utilizzati per avviare o incrementare la comunicazione, invece di turbarlo.."

Last Update: 3. October 2011 02:40

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