Home Medizin Neue Polymerfamilie kann Bakterien abtöten, ohne eine Antibiotikaresistenz auszulösen

Neue Polymerfamilie kann Bakterien abtöten, ohne eine Antibiotikaresistenz auszulösen

von NFI Redaktion

Antibiotikaresistente Bakterien sind zu einer schnell wachsenden Bedrohung für die öffentliche Gesundheit geworden. Laut den US-amerikanischen Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten verursachen sie jedes Jahr mehr als 2,8 Millionen Infektionen. Ohne neue Antibiotika könnten selbst gewöhnliche Verletzungen und Infektionen tödlich enden.

Wissenschaftler haben nun eine neue Familie von Polymeren entwickelt, die Bakterien ohne Auslösung einer Antibiotikaresistenz abtöten können, indem sie die Membran dieser Mikroorganismen zerstören. Diese Durchbruchsforschung wurde von der Texas A&M University geleitet.

Dr. Quentin Michaudel, Assistenzprofessor am Fachbereich Chemie der Texas A&M University, sagte: „Die neuen Polymere, die wir synthetisiert haben, könnten zur Bekämpfung der Antibiotikaresistenz beitragen, indem sie antibakterielle Moleküle bereitstellen, gegen die Bakterien keine Resistenz entwickeln.“ Seine Forschung wurde am 11. Dezember in den Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht.

Das Michaudel-Labor arbeitete an der Entwicklung des Polymers, das durch die Verwendung eines speziell entwickelten positiv geladenen Moleküls hergestellt wurde und mit einem sorgfältig ausgewählten Katalysator namens AquaMet reagierte. Dieser Katalysator spielte eine entscheidende Rolle, da er eine hohe Ladungskonzentration vertragen und wasserlöslich sein musste – ein ungewöhnliches Merkmal für diesen Prozess.

Die Forscher testeten die Polymere gegen antibiotikaresistente Bakterien wie E. coli und Staphylococcus aureus (MRSA) in Zusammenarbeit mit der Gruppe von Dr. Jessica Schiffman an der University of Massachusetts Amherst. Zusätzlich testeten sie auch die Toxizität der Polymere gegenüber menschlichen roten Blutkörperchen, um die Selektivität zwischen Bakterien und menschlichen Zellen zu überprüfen.

Dr. Quentin Michaudel betonte die Bedeutung der Selektivität der Polymere bei der Bekämpfung von Bakterienwachstum, ohne die menschlichen Zellen anzugreifen. Er erklärte, „Der Schlüssel liegt darin, das richtige Gleichgewicht zwischen der wirksamen Hemmung des Bakterienwachstums und der wahllosen Abtötung mehrerer Zelltypen zu finden.“

Dr. Quentin Michaudel, Assistenzprofessor, Fachbereich Chemie, Texas A&M University und leitender Forscher

Michaudel betonte auch den multidisziplinären Charakter der wissenschaftlichen Innovation und die Großzügigkeit engagierter Forscher, die zum Erfolg seines Teams beigetragen haben.

Das Team wird sich nun darauf konzentrieren, die Aktivität seiner Polymere gegen Bakterien zu verbessern und weiterführende Untersuchungen zur Wirksamkeit durchzuführen. Die Forschung wurde hauptsächlich durch Michaudels National Institutes of Health Maximizing Investigators‘ Research Award (MIRA) unterstützt.

Der aus La Rochelle, Frankreich, stammende Michaudel trat 2018 der Texas A&M Chemistry-Fakultät bei und hat eine gemeinsame Anstellung im Department of Materials Science and Engineering inne. Zu seinen bisherigen beruflichen Auszeichnungen gehören neben einem NIH MIRA im Jahr 2020 ein 2022 National Science Foundation Faculty Early Career Development (CAREER) Award, ein 2022 American Chemical Society Polymeric Materials: Science and Engineering (PMSE) Young Investigator Award und ein Thieme 2021 Preis für Chemiezeitschriften.

Quelle:

Zeitschriftenreferenz:

Hancock, S., et al. (2023). Ringöffnende Metathesepolymerisation von N -Methylpyridinium-kondensierten Norbornenen für den Zugang zu antibakteriellen kationischen Hauptkettenpolymeren. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2311396120.

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