Teknologi til nedbrydning af bakterier til at bekæmpe lægemiddelresistente superbugs

Forskere har brugt flydende metaller til at udvikle ny bakterie-ødelæggende teknologi, der kunne være svaret på det dødelige problem med antibiotikaresistens.

Teknologien bruger partikler i nanostørrelse af magnetisk flydende metal til at rive bakterier og bakteriel biofilm - det beskyttende "hus", som bakterier trives i - uden at skade gode celler.

Udgivet i ACS Nano , forskningen ledet af RMIT University tilbyder en banebrydende ny retning i søgen efter bedre bakteriebekæmpende teknologier.

Antibiotikaresistens er en stor global sundhedstrussel, forårsager mindst 700, 000 dødsfald om året. Uden handling, dødstallet kan stige til 10 millioner mennesker om året i 2050, overhaling af kræft som dødsårsag.

De største problemer er spredningen af ​​farlige, lægemiddelresistente superbugs og vækst af bakterielle biofilminfektioner, som ikke længere kan behandles med eksisterende antibiotika.

Dr. Aaron Elbourne sagde, at antibiotika havde revolutioneret sundheden, siden de blev opdaget for 90 år siden, men mistede effektivitet på grund af misbrug.

"Vi er på vej mod en post-antibiotisk fremtid, hvor almindelige bakterielle infektioner, mindre skader og rutineoperationer kan igen blive dødelige, "Elbourne, en postdoktor i Nanobioteknologilaboratoriet ved RMIT, sagde.

"Det er ikke nok at reducere brugen af ​​antibiotika, vi skal helt gentænke, hvordan vi bekæmper bakterielle infektioner.

"Bakterier er utroligt tilpasningsdygtige, og over tid udvikler de forsvar mod de kemikalier, der bruges i antibiotika, men de har ingen måde at håndtere et fysisk angreb på.

"Vores metode bruger præcisionskonstruerede flydende metaller til fysisk at rive bakterier i stykker og smadre gennem biofilmen, hvor bakterier lever og formerer sig.

"Med videre udvikling, Vi håber, at denne teknologi kan være vejen til at hjælpe med at gøre antibiotikaresistens historie."

Lad os blive fysiske:Ny måde at dræbe bakterier på

RMIT-holdet bag teknologien er den eneste gruppe i verden, der undersøger det antibakterielle potentiale af magnetiske flydende metalnanopartikler.

Når de udsættes for et magnetfelt med lav intensitet, disse dråber i nanostørrelse ændrer form og udvikler skarpe kanter.

Når dråberne placeres i kontakt med en bakteriel biofilm, deres bevægelser og nanoskarpe kanter nedbryder biofilmen og sprænger bakteriecellerne fysisk.

I den nye undersøgelse, holdet testede effektiviteten af ​​teknologien mod to typer bakterielle biofilm (Gram-positive og Gram-negative).

Efter 90 minutters eksponering for de flydende metal nanopartikler, begge biofilm blev ødelagt, og 99 procent af bakterierne var døde. Vigtigt, laboratorietests viste, at de bakterie-ødelæggende dråber ikke påvirkede menneskelige celler.

Postdoktor Dr. Vi Khanh Truong sagde, at den alsidige teknologi en dag kunne bruges på en række måder til at behandle infektioner.

"Det kunne bruges som spraybelægning til implantater, at gøre dem kraftigt antibakterielle og reducere de høje infektionsrater til procedurer som hofte- og knæudskiftninger, " sagde Truong, i øjeblikket ved North Carolina State University på et Fulbright-stipendium for at fremme forskningen.

"Der er også potentiale til at udvikle dette til en injicerbar behandling, der kan bruges på infektionsstedet."

Den næste fase for forskningen - test af effektiviteten af ​​teknologien i prækliniske dyreforsøg - er allerede i gang, med holdet i håb om at gå over til kliniske forsøg med mennesker i de kommende år.

Anført af Truong, Elbourne og Dr. James Chapman, det tværfaglige team planlægger også at udvide teknologien ud over antibakteriel behandling, at undersøge, hvordan det kan bruges til at:

• behandle svampeinfektioner - de næste superbugs
• bryde gennem kolesterol plaques og bekæmpe hjerteproblemer
• stoppe tumorer via direkte injektion i kræftceller.