Behandling af tilbage-til-skole-øreinfektioner uden antibiotikaresistens
"Tilbage-til-skole"-sæsonen betyder at købe kuglepenne og papir, finde ud af den nye busrute og … ørepine. Læger behandler typisk disse infektioner med antibiotika, men børn gennemfører ikke altid hele forløbet, hvilket accelererer resistensen over for disse medikamenter. I dag rapporterer forskere, at de udvikler et engangssystem i nanoskala, der sandsynligvis ikke vil generere resistens. Ved at bruge en forbindelse, der ligner blegemiddel i forsøgsdyr, viser de, at den kan dræbe én type bakterie, der forårsager øreinfektioner, og en dag kan den nemt påføres som en gel.
Forskerne vil præsentere deres resultater i dag på efterårsmødet i American Chemical Society (ACS).
"Vi opfattede først denne idé ved at se på husholdningsrengøringsblegemidlet. Selvom det har været brugt siden det 19. århundrede, ser det ikke ud til, at bakterier har udviklet nogen udbredt resistens over for dette rengøringsmiddel," siger Rong Yang, Ph.D., projektets hovedefterforsker.
Men Yang advarer hurtigt om, at folk ikke bør behandle infektioner med blegemiddel. Opløsningen, der sælges i butikkerne, er meget koncentreret og kaustisk, men når den bruges på en korrekt kontrolleret måde i ekstremt lave koncentrationer, anses den aktive ingrediens i blegemiddel for at være kompatibel med levende væv.
Efter at have indset, at den aktive ingrediens i husholdningsrengøringsmidlet kunne omgå antibiotikaresistens, besluttede forskerne, som er på Cornell University, at tackle en næsten universel plage i barndommen:akutte øreinfektioner. Disse infektioner påvirker mere end 95% af børn i USA, og behandling kræver typisk at tage antibiotika i fem til 10 dage. Imidlertid kan disse regimer forårsage problematiske bivirkninger, hvilket får nogle familier til at seponere medicinen for tidligt, især hvis symptomerne forsvinder. Men forkert brug af disse medikamenter kan fremskynde udviklingen af antibiotikaresistens, hvilket gør infektioner sværere - hvis ikke umulige - at behandle. Dette problem er blandt de største trusler mod global sundhed, ifølge Verdenssundhedsorganisationen.
Bakterier har mere succes med at kæmpe mod nogle stoffer end andre. Hypochlorsyre fra blegemiddel tilhører en familie af forbindelser, kendt som hypohalogene syrer, som bakterier endnu ikke har udviklet nogen væsentlig resistens over for - højst sandsynligt på grund af de mange måder, hvorpå disse meget reaktive syrer beskadiger mikrobielle celler, siger Yang.
Fordi disse stoffer nedbrydes hurtigt, søgte Yang og hendes kolleger at generere et af dem efter behov bag trommehinden i mellemøret, hvor øreinfektioner opstår. De fandt inspiration i et enzym fra kæmpe tang, som omdanner hydrogenperoxid (H2 O2 ) til hypobromsyre (HOBr), en kemisk slægtning til blegemiddel.
En hyppig årsag til øreinfektioner, bakterien Streptococcus pneumoniae producerer H2 O2 at bekæmpe andre mikrober. For at efterligne tangenzymet, som indeholder metallet vanadium, designede Yang og hendes kolleger nanotråde lavet af vanadiumpentoxid (V2 O5 ). Disse producerer kun HOBr i nærvær af H2 O2 -producerende bakterier, og deres stavlignende form hjælper med at holde dem på plads ved at reducere deres evne til at diffundere ind i kropsvæsker.
I test på chinchillaer, som får øreinfektioner fra de samme patogener som menneskebørn, lykkedes det dem at eliminere det meste af S. pneumoniae. Yang og kolleger fandt ud af, at efter behandling med nanotrådene vendte dyrenes engang betændte trommehinder tilbage til normalen. I mellemtiden fandt tests i raske dyr bevis på, at behandlingen ikke forstyrrede hørelsen.
Til disse eksperimenter sprøjtede forskerne nanotrådene direkte ind i mellemøret. I nyere arbejde med chinchillaer udviklede de en mindre invasiv, mere praktisk metode til at levere ledningerne. Ved at dekorere nanotrådene med peptider, der vides at transportere små partikler gennem trommehinden, fandt Yang og hendes team ud af, at de kunne levere behandlingen topisk som en gel aflejret i øregangen. Når gelen var påført, gik nanotrådene i den gennem det intakte væv. De udforsker også andre metoder til at føre nanotrådene gennem trommehinden.
Fordi andre øreinfektionsfremkaldende bakterier ikke producerer H2 O2 , undersøger forskerne i øjeblikket, om dette system er effektivt i nærværelse af andre mikrober end S. pneumoniae, og hvordan de kan tilpasse det til at bekæmpe de andre insekter.
Forskerne har endnu ikke lavet undersøgelser for at bestemme, hvor længe systemet forbliver på plads, selvom deres beviser tyder på, at nanotrådene dræner ud af mellemøret, efter at infektionen forsvinder. Yang formoder dog, at de kunne tilpasse nanotrådenes egenskaber til at blive på plads i lange perioder bagefter. Denne sidstnævnte tilgang kunne gøre det muligt at forhindre tilbagevendende infektioner, der plager mange børn.
"Hvis bakterierne vender tilbage, kan systemet genstarte, så børn ikke har brug for antibiotika gentagne gange og avler mere resistens undervejs," siger Yang.
Flere oplysninger: Udryddelse af øreinfektion via autonom syntese af antimikrobielle stoffer, ACS efterår 2023.
Leveret af American Chemical Society
Varme artikler
-
Metal nanopartikler skinner med tilpasselig farve (med video)Farveoutputtet af en ny type optisk filter skabt på Harvard afhænger af polariseringen af det indkommende lys. Kredit:Billede med tilladelse fra Tal Ellenbogen. (PhysOrg.com) -- Ingeniører ved H -
AI-drevet dynamisk ansigtsmaske tilpasser sig træning, forureningsniveauerEn dynamisk åndedrætsværn ændrer sin porestørrelse som reaktion på skiftende forhold, gør det lettere for bæreren at trække vejret; klar slange forbinder masken med en bærbar enhed, der kommunikerer m -
Elektroniske kredsløb printet med én mikron opløsningDannelse af mikrokredsløbslinjer ved hjælp af en selektiv belægningsteknik. (a) Skematisk over selektiv belægningsteknik. Kun et hydrofilt område skabt gennem bestråling af parallelt vakuum ultraviole -
Forskere løser mysteriet omkring dielektriske egenskaber ved unikt metaloxidUniversity of Minnesota lektor Bharat Jalan og hans studerende opdagede, at den sande dielektriske konstant for deres strontiumtitanatfilm overstiger 25.000 - den højeste nogensinde målt for dette mat
- Udfolder mysterierne bag DNA-origami
- Ny undersøgelse afslører, hvordan mikroskopiske alger blev usædvanligt nærende over tid og drev …
- Hvad er årsagen til over høsting af fiskeri?
- Hvad en opvarmende verden betyder for dødbringende twisters og den type storme, der afføder dem
- Billigere, bedre solcelle er fuld af huller
- Octapeptin:Glemt antibiotikum giver håb mod de værste superbugs