Нанотехнологии ДНК могут помочь в борьбе с устойчивыми к антибиотикам бактериями

Нанотехнологии ДНК могут помочь в борьбе с устойчивыми к антибиотикам бактериями

]

Антибиотики – это лекарства, которые помогают предотвратить и лечить бактериальные инфекции. Они сыграли огромную роль в борьбе с инфекционными заболеваниями, такими как пневмония, брюшной тиф, туберкулез и менингит, в 20 веке веке.

Изображение предоставлено: Адриан Ланге на Unsplash.

Неправильное использование антибиотиков, однако, также привело к так называемой множественной лекарственной устойчивости (МЛУ), в результате чего бактерии изменяют свою реакцию на эти лекарства и переживают их.

ВОЗ сообщает, что устойчивость к антибиотикам в настоящее время является одной из основных угроз продовольственной безопасности, всеобщему здоровью и развитию. Это очень беспокоит экспертов, хотя некоторые предприятия и общество в целом не испытывают особого беспокойства. В отличие от онкологии (лечение рака), например, в открытие новых антибиотиков вкладывается сравнительно мало.

Это происходит главным образом потому, что для этого требуются многие годы испытаний (от 10 до 20 лет); Хотя получить химические вещества, уничтожающие бактерии, может быть легко, гораздо сложнее найти и разработать вещества, не являющиеся смертельными для человека. Более того, самые современные продукты не могут продаваться свободно, так как это приведет к чрезмерному использованию, что в конечном итоге препятствует инвестициям в бизнес.

Таким образом, эта проблема требует новых подходов к лечению и новых источников финансирования. Последние усовершенствования в нанотехнологиях для создания наночастиц с предпочтительными физико-химическими свойствами могут привести к созданию нового продукта для борьбы с микроорганизмами с множественной лекарственной устойчивостью.

Проект MARA, спонсируемый программой FET Open Европейской комиссии, является одним из таких примеров. Этот проект, возглавляемый Австрийским технологическим институтом, продвигается междисциплинарным консорциумом, цель которого – заменить стандартные исследования антибиотиков новым методом нанотехнологий на основе ДНК для борьбы с бактериями. Этот метод основан на трех новых дополнительных технологиях.

Первый метод, называемый «Нуклеиновые кислоты автономного обнаружения» (AUDENA), представляет собой новый метод обнаружения антигена, связанный с патогеном. Он включает использование чистой ДНК в качестве сенсора, который идентифицирует целевые молекулы в водорастворимых веществах и реагирует, изменяя цвет. Эту реакцию можно наблюдать невооруженным глазом, а это означает, что лабораторные инструменты или современная обработка не являются необходимыми. Таким образом, AUDENA дешевле в разработке и применении.

Второй – это уникальный метод мимикрии белков, который включает использование искусственных ферментов (структур ДНК, имитирующих реакции белков), которые можно использовать для широкого спектра приложений, например, в биомедицинском производстве, биотехнологии и даже в энергетический сектор, если есть возможность синтезировать более дешевые и стабильные ферменты.

Третий основан на молекулярных роботах (MORO), которые уже используются в нескольких промышленных процессах. В рамках MARA функциональные нанороботы ДНК могут обнаруживать опухолевые клетки или бактериальные патогены перед тем, как убить их путем просверливания их клеточных стенок.

Сочетание машин с элементами обнаружения целей позволяет проектировать многочисленные специализированные MORO, формируя подход, который может изменить терапию болезней и проложить путь к новой области в молекулярной медицине.

Все эти технологии связаны с нанотехнологией ДНК, которая предполагает использование нуклеиновых кислот вместо белков, что до сих пор было стандартной практикой. Результаты исследования позволят MARA сократить использование антибиотиков, сделав их более целенаправленными (цель AUDENAS), что замедлит развитие устойчивости к антибиотикам, но не подавит ее полностью

.

Однако две другие технологии, скорее всего, позволят атаковать бактерии новыми способами. Соответственно, эффект MARA может быть огромным для здравоохранения всего общества.

По проекту уже вынашивается следующий проект. Посредством перехода EIC к инновационной деятельности – новой программы финансирования, объявленной в 2019 году в рамках схемы Horizon 2020 с целью повышения потенциала использования проектов, финансируемых ЕС, – проект MARILIA сформулировал новую технологию обнаружения, основанную на результатах MARA, для быстрого, экономичное обнаружение патогенов человека в пробах воды.

Быстрое и экономичное обнаружение патогенов очень важно в нескольких секторах, таких как сельское хозяйство, здравоохранение и пищевая промышленность. Коммерческий потенциал результатов MARILIA может проложить путь для стартапа по коммерциализации продукта и улучшению здоровья и безопасности людей во всем мире.

Источник: http://www.fetfx.eu

Source link