Domesticar patógenos con moco y fagos.

Millones de personas son tratadas con antibióticos cada año por infecciones o como medida preventiva. Los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades informan que al menos 2,8 millones de personas se infectan con bacterias resistentes a los antibióticos cada año. lo que significa que los gérmenes han encontrado formas de dominar a los antibióticos y seguir creciendo. El tratamiento de las infecciones resistentes a los antibióticos es costoso y requiere mucho tiempo. Dos equipos de científicos financiados por NIBIB han estado trabajando para encontrar soluciones alternativas para el tratamiento de infecciones bacterianas. especialmente bacterias resistentes a los antibióticos.

¿Cómo combate la secreción nasal las bacterias?

La secreción nasal no es el único lugar donde existe moco en nuestro cuerpo; también se alinea en muchos pasillos, como el sistema digestivo, para mantenerlos lubricados. Los investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) han descubierto que los azúcares en el moco ayudan a controlar y desarmar a los microbios molestos en nuestro cuerpo. La mayoría de la gente piensa que la sustancia viscosa es una molestia y es asquerosa, pero juega un papel vital en muchos sistemas corporales.

Mucinas el componente formador de gel en el moco, están recubiertos de glucanos, o azúcares, y se sabe que suprimen la formación de biopelículas, una forma de crecimiento microbiano que a menudo se asocia con infecciones y es difícil de tratar con antibióticos. Este estudio, publicado en Nature Microbiology, encuentra una gama más amplia de funciones para los glicanos unidos a las mucinas. Los investigadores creen que es posible que no necesiten matar a los molestos microbios, pero en vez, desarmarlos y hacerlos menos infecciosos.

Los antibióticos son cada vez menos eficaces contra las bacterias de rápida adaptación. Necesitamos aprovechar los mecanismos de defensa que ocurren naturalmente para protegernos de los microbios ".

David Rampulla, Doctor., director del programa NIBIB Biomaterials and Biomolecular Constructs

El moco está densamente lleno de microbios dañinos, Entonces, ¿cómo usa el cuerpo esta sustancia viscosa para prevenir infecciones? Uno pensaría que algo en el moco puede matar las bacterias. El equipo del MIT, dirigido por Katharina Ribbeck, Doctor., Profesor del Departamento de Ingeniería Biológica, ha descubierto que el moco domina los patógenos contenidos en su matriz pegajosa para que el sistema inmunológico pueda actuar y luchar cuando lo necesite, pero el moco no mata las bacterias por sí solo.

Muchos solían pensar que la red estructural del moco era puramente con fines mecánicos, pero hemos aprendido que también juega un papel fundamental en la forma en que controla los patógenos problemáticos. Estamos probando para ver si esta función es universal en muchas especies ".

Katharina Ribbeck, Doctor., Profesor del Departamento de Ingeniería Biológica, MIT

Los investigadores diseccionaron las diferentes partes del moco y encontraron que el ingrediente clave que domesticaba a las bacterias eran los glucanos. Los glicanos son cadenas de moléculas de azúcar que forman estructuras ramificadas. Los investigadores se preguntaron si los glucanos tendrían el mismo poder sin los otros componentes del moco. Los resultados confirmaron que los glicanos son robustos para desactivar patógenos por sí mismos.

Este estudio se centró en la respuesta de los glucanos a una bacteria específica, P. aeruginosa, que causa infecciones en personas con un sistema inmunológico comprometido. Estudiante graduado, Kelsey Wheeler, descubrió que los glucanos reducían la potencia de las bacterias al suprimir las vías genéticas responsables de las comunicaciones bacterianas y las que permiten la formación de aglutinaciones o la producción de toxinas. Estas vías permiten su comportamiento infeccioso.

Ribbeck dijo que uno de sus mayores desafíos ha sido convencer a la gente de que vale la pena estudiar la mucosidad y no solo un producto de desecho. "Podemos crear enfoques terapéuticos alternativos que no utilicen antibióticos para matar microbios, sino que utiliza la forma de ingeniería biológica de la naturaleza:moco, "dijo Ribbeck.

Lo siguiente para Ribbeck es descifrar el código de glucanos y comprender qué glucanos dominan un patógeno específico y cómo se unen. También quiere aprender más sobre cómo los microbios pueden detectar los glucanos y, en consecuencia, tratar de escapar de ellos. Muchos tipos diferentes de bacterias coexisten en comunidades dentro de nuestros cuerpos y, en parte, constituyen el microbioma de una persona, que juega un papel esencial en la digestión y la salud inmunológica. Ribbeck cree que los glucanos desempeñan un papel importante en el mantenimiento y la alteración del microbioma en nuestros cuerpos, y su laboratorio está comenzando a probar la teoría.

Fabricación de virus para combatir las bacterias resistentes a los antibióticos

Timothy Lu, Doctor., profesor asociado del MIT en el Departamento de Ingeniería Biológica e Ingeniería Eléctrica e Informática, ha estado trabajando en otro enfoque alternativo para el tratamiento de infecciones bacterianas resistentes a los antibióticos. Lu ha estado desarrollando una forma de diseñar un tipo especial de virus llamado bacteriófago o fago para matar diferentes cepas de E. coli.

Los antibióticos normalmente inhiben o regulan las enzimas que son responsables de controlar el crecimiento y la propagación de bacterias. dando tiempo al sistema inmunológico para combatir las infecciones. Los fagos matan las bacterias a través de un mecanismo diferente. Más comúnmente, los fagos reconocen un receptor específico en una bacteria que les permite unirse e inyectar su virus en la bacteria. El virus se replicará y eventualmente matará a las bacterias.

"El uso de fagos para tratar infecciones resistentes a los antibióticos no es un concepto nuevo, "dijo Lu. Explicó que uno podría realizar un extenso, detección oportuna para identificar los fagos naturales que matan tipos específicos de bacterias. "Pero al final de la pantalla, Es probable que se quede con un grupo diverso de fagos que será difícil de fabricar y escalar en una forma comercialmente reproducible. forma rentable ".

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