Site Sponsors
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
Posted in | Nanomedicine

Clark school nanofactories Kon volgende grote stap in antimicrobiële behandeling

Published on January 27, 2010 at 8:34 AM

Nieuw onderzoek aan de A. James Clark School of Engineering kunnen voorkomen bacteriële infecties met behulp van kleine biochemische machines - nanofactories - dat kan verwarren bacteriën en voorkom dat ze verspreiden, zonder het gebruik van antibiotica.

Een paper over het onderzoek is te zien in het huidige nummer van Nature Nanotechnology. "Engineered biologische nanofactories trekker quorum sensing reactie in gerichte bacteriën," werd geschreven door Clark School alumnus Rohan Fernandes (Ph.D. '08, bio-ingenieur), afgestudeerde student Varnika Roy (moleculaire en celbiologie), afgestudeerde student Hsuan-Chen Wu ( Bioengineering), en hun adviseur, William Bentley (hoogleraar en voorzitter, Fischell afdeling Bio-ingenieurswetenschappen).

De groep werk is een update van hun oorspronkelijke nanofactories, voor het eerst ontwikkeld in 2007. Die nanofactories gebruik gemaakt van kleine magnetische bits om hen te begeleiden naar de plaats van infectie.

"Dit is een volledig nieuwe, alles-biologische versie," zegt hij. "De nieuwe nanofactories zijn zelf-guided en doelgericht. We hebben aangetoond voor de eerste keer dat ze in staat bent om het vinden van een specifiek soort bacterie en het induceren van om te communiceren, een veel fijnere mate van automatisering en controle."

De nieuwe nanofactories kan vertellen het verschil tussen slechte (pathogene) en goede bacteriën. Bijvoorbeeld, onze spijsverteringsstelsel bevatten een bepaalde mate van goede bacteriën om ons te helpen voedsel te verteren. De nieuwe nanofactories kon richten alleen de slechte bacteriën, zonder verstoring van het niveau van de goede bacteriën in het spijsverteringskanaal (een vaak voorkomende bijwerking van veel antibiotica). Nanofactories richten zich op de bacterie direct in plaats van reizen door het hele lichaam, een ander voordeel ten opzichte van traditionele antibiotica.

Bacteriële cellen met elkaar praten in de vorm van cel-tot-cel communicatie bekend als quorum sensing. Wanneer de cellen die zin dat ze een bepaalde hoeveelheid bereikt, kan een infectie worden geactiveerd. De biological nanofactories ontwikkeld aan de Clark School kan onderbreken deze mededeling, het verstoren van de acties van de cellen en het afsluiten van een infectie.

Als alternatief zou de truc nanofactories de bacteriën in een quorum sensing te vroeg. Daarmee zou leiden tot de bacteriën om te proberen een infectie te vormen voordat er genoeg bacteriële cellen om kwaad te doen. Dit zou prompt een natuurlijke reactie van het immuunsysteem in staat is hen kan tegenhouden zonder het gebruik van drugs.

Omdat nanofactories zijn ontworpen om de communicatie te beïnvloeden in plaats van te proberen om de bacteriën te doden, konden ze helpen bij de behandeling ziekte in gevallen waarin een stam van de bacteriën resistent is geworden tegen antibiotica.

"Het werk van Dr Bentley is uiterst spannend als hij is met behulp van het vermogen van engineering tot 'bouwen' met behulp van de natuur gebaseerde componenten," zegt Philip Leduc, universitair hoofddocent aan de afdelingen Mechanical and Biomedical Engineering en de Lane Center for Computational Biology en Biologische Wetenschappen aan de Carnegie Mellon University. "Inzicht in de wetenschap van de cellen is geweldig, maar dan met behulp van deze componenten en de bouw van systemen die biologische voordelen leverage is een enorme stap voorwaarts. Zijn werk in deze paper gebruikt zijn synthetische biologie aanpak om nieuwe nanofactories bouwen in de richting van nieuwe gebieden van antimicrobiële stoffen, alsmede het openen van nieuwe bevindingen in quorum sensing '.

De nanofactories vermogen tot cel-tot-cel communicatie te veranderen is niet beperkt tot de bestrijding van infecties.

"Quorum sensing en signaalmoleculen daadwerkelijk worden gebruikt om een ​​heleboel dingen te bereiken," Bentley uit. "Soms ziekte zich ontwikkelt, omdat de communicatie is niet plaats - een goed voorbeeld is spijsverteringsstoornissen dat een onbalans van bacteriën in het spijsverteringskanaal te betrekken In dat geval nanofactories kunnen worden gebruikt om starten of de communicatie in plaats van verstoren het.."

Last Update: 24. October 2011 23:29

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit