Selektiv fototermisk behandling med supramolekylære radikale anioner genereret in situ

En ny fototermisk behandling kan hjælpe med at overvinde antibiotikaresistens. I denne metode, en agent omdanner nær-infrarødt lys til lokal opvarmning, som dræber patogenerne. Imidlertid, denne "transformer" skal først aktiveres, som forklaret af kinesiske forskere i tidsskriftet Angewandte Chemie . I dette tilfælde gør målbakterierne dette selv. Andre typer bakterier tænder ikke midlet og forbliver uskadt.

Overdreven og forkert brug af antibiotika har ført til en kraftig stigning i meget farlige, resistente bakterier. Fototermiske behandlinger er en interessant ny tilgang til at overvinde resistens. De indebærer at øge temperaturen lokalt gennem udsættelse for lys, får proteinerne i mikroberne til at denaturere og dræbe dem. Dette kræver stoffer, der effektivt kan omdanne lyset til varme. Tidligere fototermiske transformere bundet ikke-specifikt til bakterierne gennem elektrostatiske interaktioner. Dette tillader ikke selektiv hæmning af specifikke bakterier, hvilket er ønskeligt, fordi størstedelen af ​​bakterierne i vores kroppe er harmløse eller endda nødvendige, som nogle tarmbakterier.

Forskere ledet af Jiang-Fei Xu og Xi Zhang ved Tsinghua University og det kinesiske videnskabsakademi (Beijing, Kina), har nu udviklet et fototermisk middel, der først aktiveres, når det "tændes" af bakterierne. Kun visse bakterier, kendt som fakultative anaerobe bakterier, kan gøre dette.

Det nye middel er et kompleks bestående af tre molekyler:et perylendiimidderivat som det stavformede midterstykke med begge dets ender placeret inde i hulrummene i græskarformede makrocykler (cucurbituril). "Græskarene" forhindrer stængerne i ikke-specifikt at indsætte i bakteriernes membraner og forhindrer samtidig at stængerne samler sig i stakke.

Visse reagenser kan reducere perylendiimider til radikale anioner. Interessant nok, fakultative anaerobe bakterier som Escherichia coli kan også gøre dette. Reduktionen ændrer kompleksets optiske egenskaber:Den radikale anion kan absorbere nær infrarødt lys og frigiver energien som varme. Området omkring E.coli bliver meget varmt, dræbe dem.

I modsætning, aerobe bakterier som Bacillus subtilis overophedes ikke, fordi de ikke tænder for transformeren. Forskerne mener, at hydrogenaser, enzymatiske protontransportører er ansvarlige for reduktionen og dermed "skiftet". Disse findes kun i stort antal i membraner af anaerobe og fakultative anaerobe bakterier. Det kan være muligt at bruge disse begreber til at udvikle behandlinger, der regulerer balancen mellem mikrober, såsom tarmbakterier, såvel.