Svar på bakteriel antibiotikaresistens kan findes i planter

Bakteriel resistens over for antibiotika er et stadigt voksende problem for sundhedsvæsenet, landbrug og hygiejne, takket være deres vilkårlige og ofte overdrevne brug.

Selvom det er naturligt, planteafledte antimikrobielle små molekyler kan tilbyde en potentiel løsning, de mangler ofte tilstrækkelig aktivitet og selektivitet til at opfylde kravene til antibiotika, og deres konventionelle metoder aktivering er muligvis ikke kompatibel med biomedicinske applikationer.

Nu, imidlertid, et internationalt team af forskere mener, at de har opdaget et svar på disse problemer.

I en ny undersøgelse, offentliggjort i tidsskriftet Nano Futures , teamet viser, at det er muligt at bruge atmosfærisk trykplasma til hurtige, et-trins forstærkning af udvalgte terpeners aktivitet-de flygtige umættede hydro/carbonatomer, der findes i æteriske olier fra planter-uden behov for kemikalier eller opvarmning.

Medlederforfatter Dr Kateryna Bazaka, fra Queensland University of Technology (QUT), Australien, sagde:"Bakterier er de ultimative overlevende. De har uovertruffen kapacitet til at producere nye generationer på bare 20 minutter, hurtigt udvikle resistens over for selv de mest potente lægemidler, herunder målrettet antibiotika, og ekstraordinær genetisk, metabolisk, og fysiologisk mangfoldighed og evolutionære adaptive evner.

"Det er ingen overraskelse, derfor, at på trods af udviklingen af ​​potente syntetiske antibiotika, bakterier er fortsat en af ​​de førende årsager til dødelighed globalt. "

Medlederforfatter professor Ken Ostrikov, fra QUT, sagde:"Der er naturligvis ulemper ved antibiotika. De er overforbrugte, de forstyrrer kommensal mikrobiota og har potentielt negative dosisafhængige og sære bivirkninger, især hos unge ældre, og immunkompromitterede patienter. Mest foruroligende, de bidrager til udviklingen af ​​antibiotikaresistente patogener.

"Udviklingen af ​​nye antibiotikastrategier og -materialer er, derfor, afgørende. "

Teamets tilgang var at bruge plantesekundære metabolitter (PSM'er). PSM'er er meget forskellige, med mere end 12, 000 alkaloider, 8, 000 phenolforbindelser, og 25, 000 terpenoider i øjeblikket kendt. Derudover den naturlige rolle for mange plantesekundære metabolitter er at inaktivere bakterier - noget de har udviklet sig til at gøre effektivt over en ekstremt lang periode. Endelig, de mikrobielle processer og komponenter, de målretter mod, kan være forskellige fra konventionelle antibiotika, muligvis minimere forekomsten af ​​krydsresistens.

Imidlertid, 'aktivering' af PSM'ernes antimikrobielle egenskaber ved sikre doser kræver ofte enten opvarmning eller kemisk manipulation, gør processen enten upraktisk, kostbar, eller efterlader en reduceret effektivitet.

For at overvinde dette, teamet eksperimenterede med anvendelse af ikke-ligevægtsbetingelser for atmosfærisk trykplasma for at opnå hurtig, enkelt-trin aktivering af udvalgte terpener, uden brug af kemikalier eller opvarmning.

De testede derefter effektiviteten af ​​de aktiverede PSM'er mod en række bakterier, herunder Staphylococcus aureus, bakterierne er ofte ansvarlige for stafylokokinfektioner.

Dr. Bazaka sagde:"Vi fandt ud af, at en aktiveret terpinen-4-ol, en PSM med dokumenteret bredspektret aktivitet, produceret et statistisk signifikant fald i antallet af kolonidannende bakterieenheder, med fuldstændig inaktivering opnået inden for fem minutter efter eksponering.

"Vores resultater viser, at plasmabehandling potentielt kan bruges til at forbedre PSM's evne til at nå og ændre membranen af ​​den bakterielle mikroorganisme, og interagere med intracellulære mål.

"Væsentligt, aktiveringsmetoden er generisk, og derfor potentielt kunne anvendes på andre molekyler og deres blandinger i et forsøg på at udvide sortimentet af effektive antimikrobielle midler til deaktivering af patogene organismer i hygiejne, medicinske og fødevareapplikationer. "