At adsorbere eller at ikke adsorbere? Det er spørgsmålet

Langvarig eksponering for antibiotika øger bakteriers evne til at besejre disse lægemidler. Når antibiotikaresistente bakterier forårsager infektion, en mulighed er at bruge en specialiseret virusfag, der er i stand til at inficere specifikke bakteriearter. Dette er et kraftfuldt våben mod dødelige sygdomme.

For nylig, forskere fra Institut for Fysisk Kemi, det polske videnskabsakademi, ledet af dr. Jan Paczesny og professor Robert Holyst forklarede hvorfor, i nogle tilfælde, fagterapier kan mislykkes. De har afsløret, at det materiale, der bruges til at opbevare fagerne, har en enorm effekt på deres antal i den formulering, der bruges til behandling.

Antibiotika blev brugt i mange årtier til at behandle forskellige bakterielle infektioner. Takket være dem, mange sygdomme er nemmere at bekæmpe. Desværre, så længe antibiotika anvendes i vid udstrækning i medicinsk behandling, mange bakterier udvikler resistens over for antibiotika. Nogle af dem kan besejre alle antibiotika, der i øjeblikket er tilgængelige på det farmaceutiske marked. Hvad hvis en person, der er inficeret med meget resistente bakterier og endda det mest potente antibiotikum - vancomycin - ikke virker?

Løsningen er baseret på påføring af bakteriofager, også kaldet fager. Disse er specialiserede vira, der kan inficere og dræbe bakterier uden negative virkninger på mennesker. Behandlingen kaldes 'Sidste Chance Viral Therapy' og kan bruges mod kroniske sygdomme som urinvejsbetændelse. Desværre, trods gavnlig behandling og adskillige forsøg, antallet af aktive bakteriofager i opløsningen til injektion kan falde drastisk, gør denne behandling ineffektiv.

For nylig, forskere fra Institut for Fysisk Kemi, Det polske videnskabsakademi ledet af dr. Jan Paczesny og professor Robert Holyst fandt ud af, at faldet i fagkoncentrationen i en formulering afhænger af egenskaberne af beholderen, der bruges til at opbevare dem.

Overraskende nok, afhængigt af den polymer, der bruges til at fremstille beholderen, fagen kan 'sidde' på polymerernes overflade. Det er forårsaget af hydrofobicitet, hvilket er en af ​​de mest kritiske faktorer, der styrer adsorptionen af ​​fager på overflader. Selv de samme sæt beholdere købt fra forskellige leverandører og producenter kan have forskellige overfladiske egenskaber. De indre vægge kan absorbere alle fager fra det medicinske serum, fører til en reduceret koncentration i formuleringen.

Så, antallet af aktive fager kan falde drastisk, i mange størrelsesordener, afhængigt af den containertype, der bruges til opbevaring. Disse forskelle kan være forårsaget af de tilsætningsstoffer, der bruges i polymerfremstilling, som blødgørere eller slipmidler. Af den grund, forskere testede flere typer polypropylen-baserede beholdere dedikeret til laboratoriebrug.

Dr. Paczesny bemærker, at de "verificerede, om udvaskbare stoffer er ansvarlige for den observerede effekt af et faldende antal aktive fager i polypropylenbeholdere. Vi overvejede muligheden for, at udvaskelige stoffer frigivet fra 'usikre' rør kunne deaktivere fager, eller udvaskelige stoffer fra 'sikre' rør kunne beskytter fager mod eksterne faktorer (f. temperatur). Næste, vi undersøgte adsorptionen af ​​virioner på polypropylenbeholdernes vægge som en mekanisme, der er ansvarlig for den observerede effekt. Ukontrolleret adsorption af fager og deres efterfølgende forsvinden fra løsningen kan forårsage alvorlige fejl og uoprettelige resultater. Dette er ekstremt vigtigt for fagterapier. "

Forskere testede forskellige beholdere til standardoperationer som blanding, opvarmning, eller langvarig opbevaring af aktive fager. De opdagede, at faldet i antallet af aktive fager i bulk hovedsageligt kun afhænger af plastiske egenskaber som befugtning. De har også undersøgt effekten af ​​fagernes fysiske struktur, herunder elektrostatiske egenskaber ved fagoverfladen. Stadig, deres resultater peger tydeligt på, at plasttypen har en enorm betydning, når man sammenligner fagets overfladepotentiale, når det kommer til fager, der sætter sig på containernes vægge.

I dette arbejde, forskere foreslog særlige løsninger til beholdere med specifikke egenskaber som en behandling med et bestemt overfladeaktivt stof, der begrænser fagets adsorption på beholderoverfladen. Forskerne har forklaret, hvorfor fager har en tendens til at adsorbere på mere hydrofobe overflader. Når den vandige opløsning med fager opbevares i en beholder lavet med hydrofobt materiale som PP, aggregering af fager på vægge er mere rentabelt energimæssigt end at blive i opløsning.

"Vores resultater er af afgørende betydning, ikke kun for fag-relaterede undersøgelser. Manglende reproducerbarhed af målinger er ved at blive den største trussel mod det videnskabelige samfund. Forskere er måske ikke engang klar over, at PP-rørsleverandør kan levere tilsyneladende det samme produkt, der adskiller sig væsentligt fra batch til batch. Nogle gange kan dette føre til falske konklusioner. Eller, som i tilfældet med fager – det kan forbyde udviklingen af ​​essentielle teknologier på grund af lav effektivitet udelukkende forårsaget af ukorrekte beholdere.” – hævder dr. Paczesny

Undersøgelserne præsenteret i Videnskabelige rapporter den 1. april 2021 præsentere et vigtigt spørgsmål om effektiviteten af ​​Last Change Viral Phage Therapy. I tilfælde af pludseligt behov for dets anvendelse, valget af beholder til fagerne synes at være trivielt. Imidlertid, som undersøgelsen viser, en sådan faktor har en enorm indflydelse på antallet af aktive fager i opløsningen og, derfor, til at bestemme vellykket terapi.

Et så lille skridt for fager kan være et væsentligt skridt for en patient, der kæmper med bakterier, der kun kan dræbes med fager. Præsenterede data og foreslåede løsninger løser ikke-gentagelige resultater i infektionsbehandling med fager og vil forbedre alle fag-baserede projekter.