Forskerhold bevarer terapi i pulverform i proof-of-concept-eksperiment

Et team af biologiske ingeniører fra Johns Hopkins Applied Physics Laboratory har opdaget en måde at opbevare og transportere visse typer medicin ved høje temperaturer, som typisk ville kræve frysning og køleopbevaring. Deres proof-of-concept-eksperiment har betydelige konsekvenser for medicinsk adgang i udviklingslandene.

Til studiet, offentliggjort online i Journal of the Royal Society Interface , holdet stabiliserede og bevarede "cellefri" proteinekspressionsreagenser - levende cellekomponenter, der indeholder det cellulære maskineri til at producere nye proteiner. konserveringsmetoden, udviklet af undersøgelsens hovedforfatter, David Karig, involverer tørring af proteinekspressionsreagenserne til et pulver i det fri. Når disse pulveriserede celleekstrakter senere kombineres med vand og specifikke DNA-typer, blandingen skaber reaktioner, der producerer proteiner til terapeutiske midler eller vacciner, afhængig af hvilken type DNA der bruges.

Typisk, de bevarede cellefrie proteinekspressionsreagenser er ustabile over frysepunktet, gør køleopbevaring til en nødvendighed, hvilket igen gør denne form for behandling uholdbar i udviklingslande og fjerntliggende dele af verden. I katastrofescenarier, denne konserveringsmetode kunne lette hurtig distribution og produktion af vigtige feltvacciner.

"Vores metode tillader proteinekspressionssystemer at modstå måneders varmestress under atmosfæriske forhold, "Karig sagde. "Den resulterende evne til effektivt at producere proteiner med reagenser, der nemt kan opbevares og distribueres under barske forhold, overvinder mange af de udfordringer, der er forbundet med implementering af nye terapeutiske midler i fjerntliggende områder."

For at demonstrere anvendelsespotentialet af deres resultater, forskerne blandede DNA med de pulveriserede celleekstrakter for at skabe en reaktion, der producerede pyocinproteiner. Disse proteiner bekæmper Pseudomonas aeruginosa, et almindeligt antibiotika-resistent patogen, der kan forårsage lungebetændelse, urinvejsinfektioner, bløddelsinfektioner, og sepsis. De pulveriserede celleekstrakter var 136 dage gamle og var blevet opbevaret ved 97,5 grader Fahrenheit (typisk kropstemperatur). Ifølge deres resultater, forskerne var i stand til at producere nok pyocinproteiner fra de pulveriserede celleekstrakter og DNA-blandingen til at opnå en 100-fold reduktion af P. aeruginosa-overlevelsesfraktionen.

"Pyocinproduktionssystemet giver en effektiv førstelinjebehandling for at forhindre sårinfektioner i kampmiljøer eller andre fjerntliggende steder, hvor transport af laboratorieproducerede terapeutiske midler ville være umulige, " sagde Karig. "Når slutningen af ​​antibiotikatiden nærmer sig, feltbare platforme som den, vi præsenterer, vil være et nødvendigt næste skridt for lavprislagring, levering, og produktion af nye lægemidler."

Forskerholdet omfattede medforfatterne Seneca Bessling, Peter Thielen, Sherry Zhang, og Joshua Wolfe.