Polymerer, der dræber bakterier hurtigt og effektivt, vil hjælpe i kampen mod multiresistente mikrober

Billige antimikrobielle polymerer, der er skånsomme mod huden og yderst effektive til at dræbe mikrober, er blevet udviklet af A*STAR-forskere1. De har løfte om brug til kirurgiske skrubber og desinfektionsmidler.

De fleste antibiotika virker ved at forstyrre de specifikke biokemiske veje, som mikrober bruger til at fremstille de proteiner og enzymer, som er afgørende for deres overlevelse. Denne strategi gør dem dødelige for mikrober, men sikre for cellerne hos mennesker og andre pattedyr. Imidlertid, det er let for mikrober at udvikle resistens over for sådanne antibiotika, hvilket har ført til det udbredte problem med multi-lægemiddelresistente mikrober.

De antimikrobielle forbindelser i kroppens immunsystem bruger en anden taktik - de bekæmper mikrober ved at ødelægge deres membraner. Da denne tilgang er baseret på cellemembranens iboende elektriske egenskaber, det er meget sværere, hvis ikke umuligt, for mikrober at udvikle resistens.

Nu, Yi Yan Yang fra A*STAR Institute of Bioengineering and Nanotechnology og hendes kolleger, i samarbejde med IBM Almaden Research Center, har udviklet kraftfulde antimikrobielle polymerer, der anvender samme strategi. Polymererne med optimerede strukturer dræbte næsten 100 procent af mikroberne inden for to minutter. De var også blødere på huden på mus end kommercielle kirurgiske scrubs, der i øjeblikket bruges i kliniske omgivelser.

"Vores polymerer dræber et bredt spektrum af mikrober, især den svære at dræbe Pseudomonas aeruginosa, hurtigere end nogen af ​​de mange antimikrobielle peptider og polymerer, der er rapporteret til dato, " kommenterer Yang. "Med deres superhurtige bakteriedræbende effekt og hudkompatibilitet, disse polymerer er lovende kandidater til brug som kirurgiske scrubs, håndvask og desinfektionsmidler, «tilføjer hun.

Polymererne har to nøglekomponenter:positive ladninger og hydrofobe dele. Deres positivt ladede komponenter interagerer med de negativt ladede membraner af patogene mikrober, mens de hydrofobe dele af polymererne trænger ind i de to lag af fedtceller inde i membraner. Denne dobbeltvirkning sprænger membranen og ødelægger mikroben. Da overfladerne på pattedyrceller er mindre negativt ladede end på mikrober, celler såsom røde blodlegemer er immune over for polymerernes virkning.

Forskerne fandt ud af, at gentagen brug af polymeren ved subletale doser ikke førte til bakteriel resistens. Ud over, polymererne er billige at fremstille og kan syntetiseres ud fra kommercielt tilgængelige udgangsmaterialer.

"Med udgangspunkt i dette arbejde, vi udvikler bionedbrydelige versioner af polymererne, " siger Yang. "De er designet til at nedbrydes til godartede, miljøvenlige forbindelser. Sådanne bionedbrydelige antimikrobielle polymerer kan anvendes som konserveringsmidler i kosmetik og endda fødevarer. "