Forskere utvikler ny metode for å tilpasse lysiner for å målrette mot uønskede bakterier

Forskere fra Antimicrobial Resistance (AMR) Interdisciplinary Research Group (IRG) ved Singapore-MIT Alliance for Research and Technology (SMART), MITs forskningsforetak i Singapore, har utviklet en metode for å produsere tilpassede konstruerte lysiner som kan brukes til selektivt å drepe bakterier av interesse mens de lar andre være uskadd. Funnet presenterer et lovende alternativ til antibiotika for behandling av eksisterende medikamentresistente bakterier og bakterielle infeksjoner uten risiko for å forårsake resistens.

Lysiner er enzymer produsert av bakteriofager for å bryte opp bakteriecellene mens de behandler infeksjoner, og har vist potensial som en ny klasse av antimikrobielle midler. En stor fordel med lysiner er at de tillater rask og målrettet avlivning mot bestemte bakterier som er valgt uten å indusere resistens.

Fremveksten av multiresistente bakterier har etterlatt selv mindre bakterielle infeksjoner uhelbredelig for mange eksisterende antibiotika, med minst 700, 000 dødsfall hvert år på grunn av legemiddelresistente sykdommer ifølge Verdens helseorganisasjon.

I et papir med tittelen "Engineered Lysins with Customized Lytic Activities Against Enterococci and Staphylococci" nylig publisert i det prestisjetunge tidsskriftet Grenser i mikrobiologi , SMART AMR -teamet demonstrerer en av metodene for å tilpasse det lytiske spekteret av konstruerte lysiner.

Studien avslører hvordan SMARTs konstruerte lysiner selektivt kunne drepe bakterier som stafylokokker, Enterococcus fecalis, mens du forlater Enterococcus fecium -bakteriene av samme slekt uskadd. Dette er den første rapporten om et kimært lysin som både kan målrette mot bakterier av flere slekter, samt selektivt drepe en bakterieart i en slekt fremfor en annen.

Menneskekroppen inneholder billioner av bakterier, som danner mikrobiomet, og flertallet av bakteriene er enten ufarlige eller fordelaktige for oss. Det som skjer når vi er på antibiotikakur, er at antibiotika dreper alle bakteriene, gjør oss sårbare for en verre reinfeksjon etter at vi har fullført antibiotikakuren. Siden lysiner respekterer mikrobiomet og bare eliminerer de dårlige patogene bakteriene, de er et veldig lovende alternativ for behandling av bakterielle infeksjoner. "

Dr. Boon Chong Goh, AMR Research Scientist og tilsvarende forfatter av artikkelen

Tildelt med Ignition and Innovation Grants fra SMART Innovation Center, Dr Gohs team har etablert grunnlaget for en teknologiplattform ved å produsere lysinene og teste dem in vitro, og er i ferd med å utvikle en rekke teknikker for å konstruere lysinene.

"Siden lysiner i hovedsak er proteiner, de kan konstrueres og masseproduseres, "sier fru Hana Sakina Bte Muhammad Jai, hovedforfatter av papiret og laboratorieassistent under Dr Gohs team på SMART. "Vår studie viser tydelig hvordan modifisering av disse proteinene kan føre til forbedringer av deres spesifisitet og antibakterielle aktiviteter"

"I laboratoriet, vi har observert at når en liten mengde lysin er tilsatt, det tar bare 30 minutter å fullstendig drepe bakteriene, noe som gjør dem til et veldig trygt og effektivt valg for fjerning av uønskede bakterier, "sier fru Linh Chi Dam, medforfatter av papir- og laboratorieteknologen under Dr Gohs team på SMART. "Selv om utviklingen i produksjonen av tilpassede lysiner i stor grad vil påvirke farmasøytisk industri der lysiner kan brukes til å behandle bakterielle infeksjoner, hudpleie og forbrukeromsorg vil også ha fordeler av å bruke lysiner som et målrettet middel for å fjerne uønskede bakterier fra produktene sine. "

Forskningen er utført av SMART og støttet av National Research Foundation (NRF) Singapore under programmet Campus for Research Excellence And Technological Enterprise (CREATE). SMART AMR-teamet ble også nylig tildelt Intra-CREATE Seed Collaboration Grant for å undersøke lysiner rettet mot gramnegative bakterier, for eksempel, Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii, og Klebsiella pneumoniae.

• Nytt forskningsprosjekt for å utvikle og teste nye tiltak for personer med HIV/AIDS
• COVID-19-restriksjoner har ført til 86 prosent fall i norovirusinfeksjoner i USA,