Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Zwalczać groźne niegroźnymi
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Medycyna
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Worcester Polytechnic Institute (WPI) wykorzystali enzym obecny w czerwonych ciałkach krwi do stworzenia samonaprawiającego się betonu, który jest czterokrotnie bardziej wytrzymały niż tradycyjny beton. Ich osiągnięcie nie tylko wydłuży żywotność betonowej infrastruktury, ale pozwoli też na uniknięcie kosztownych napraw.
Wykorzystany enzym reaguje na obecność dwutlenku węgla, tworząc wraz z nim kryształy węglanu wapnia, naśladujące strukturę, wytrzymałość i inne właściwości betonu. Pojawiające się pęknięcia są więc samoistnie łatane, struktura ulega więc naprawie, zanim pojawią się większe problemy.
Jeśli niewielkie pęknięcia betonu są automatycznie naprawiane w miejscu pojawienia się, nie dojdzie do ich powiększenia się i pojawienia się problemów, które będą wymagały naprawy lub wymiany konstrukcji. Brzmi to jak z powieści science-fiction, jednak to prawdziwe rozwiązanie poważnego problemu budowlanego, mówi profesor Nima Rahbar, główny autor artykułu opublikowanego na łamach Applied Materials Today.
Rahbar i jego zespół wykorzystali enzymy z grupy anhydraz węglanowych (CA), które odpowiadają za szybki transport dwutlenku węgla z komórek do krwi. CA został dodany do cementu. Działa on jak katalizator, który w połączeniu z CO2 tworzy kryształy węglanu wapnia. Ich struktura jest podobna do struktury betonu. Gdy w betonie pojawiają się pęknięcia, dochodzi do kontaktu enzymu z atmosferycznym CO2 i wypełniania pęknięcia.
Szukaliśmy naturalnego składnika, który powoduje najszybszy transfer CO2 i okazał się nim enzym CA. Enzymy w naszych organizmach reagują niezwykle szybko, mogą więc być używane do naprawy i wzmacniania struktur betonowych, mówi Rahbar. Nowy beton w ciągu 24 godzin naprawia pęknięcia w skali milimetrów. To dziesiątki razy szybciej niż inne proponowane rozwiązania tego typu.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Dr Bartosz Kiersztyn z Uniwersytetu Warszawskiego zajmuje się badaniem biofilmów bakteryjnych powstających na różnych powierzchniach w środowisku wodnym. Naukowiec zwrócił uwagę na fakt, że choć [...] w naturalnym środowisku wodnym tworzą się [one] bardzo szybko, to nie powstają wydajnie na powierzchni żywych glonów jednokomórkowych. Eksperymenty wykazały, że jedną z przyczyn tego zjawiska jest substancja wydzielana przez glony podczas fotooddychania. To bardzo istotne odkrycie, gdyż w biofilmach często występują patogenne bakterie, a wiele ich gatunków wytwarza i uwalnia toksyny.
O ile w wodzie bakterie są w stanie szybko zasiedlić praktycznie każdą powierzchnię, na glonach jednokomórkowych kolonizacja prawie nie występuje. Bakterie niejako powstrzymują się przed kolonizacją żywych mikroskopijnych glonów – nie osadzają się na nich intensywnie i nie namnażają na ich powierzchniach. Obserwacje mikroskopowe oraz biochemiczne i molekularne jednoznacznie na to wskazują.
Badania pokazały, że gradient mikrostężeń tej substancji wystarczy, by w środowisku wodnym bakterie nie osadzały się intensywnie na danej powierzchni.
W pewnym momencie pojawił się pomysł, by opracować preparat, który zabezpieczy powierzchnie, w tym odzież i akcesoria wchodzące w kontakt z wodą (np. do uprawiania sportów wodnych), przed powstawaniem biofilmów.
Takie rozwiązanie ma kilka plusów. Po pierwsze, wytwarzana przez glony naturalna substancja jest tania w produkcji przemysłowej. Możliwość zastosowania jej w mikrostężeniach dodatkowo sprawia, że sam preparat byłby tani w produkcji. Po drugie, naukowcy wskazują, że działanie preparatu wiązałoby się z "odstraszaniem" bakterii, a nie z ich eliminowaniem (eliminowanie groziłoby uwalnianiem z nich toksyn).
Prowadzone dotychczas eksperymenty na materiałach, z których produkowane są m.in. pianki nurkowe i obuwie do uprawiania sportów wodnych, jednoznacznie potwierdzają, że na odzieży sportowej spryskanej roztworem z odkrytą substancją bakterie wodne osadzają się w minimalnym stopniu. Eksperymenty prowadzono m.in. w naturalnym środowisku w jeziorze Śniardwy, w specjalnie wyselekcjonowanym miejscu obfitującym w wiele szczepów bakteryjnych.
Marta Majewska, brokerka technologii z Uniwersyteckiego Ośrodka Transferu Technologii przy Uniwersytecie Warszawskim, podkreśla, że odkrycie zostało już objęte ochroną patentową na terenie Polski. Obecnie trwają poszukiwania inwestora/partnera branżowego, który skomercjalizowałby preparat pod własną marką.
W krajach południowych, gdzie przez większą część roku występują słoneczne i upalne dni, problemy związane z suszeniem oraz konserwacją odzieży i akcesoriów wykorzystywanych w sportach wodnych są znikome. Inaczej jest w naszych szerokościach geograficznych, gdzie nawet latem bywają pochmurne, chłodne i deszczowe dni. Powszechnym wyzwaniem związanym z mokrymi materiałami jest ich higiena oraz impregnacja – bakterie wodne, często posiadające potencjał patogenny, przyczepiają się do materiału, tworząc grube, trudne do usunięcia biofilmy. Odkryty na UW wynalazek pozwala ograniczyć to zjawisko i zabezpieczyć tkaniny.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Poliuretanowa powłoka, która stopniowo uwalnia auranofinę, fosfinowy kompleks Au(I), pomaga przez niemal miesiąc zabijać bakterie. Podczas testów radziła sobie z metycylinoopornym gronkowcem złocistym (ang. methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA). Naukowcy uważają, że można by ją wykorzystać m.in. w cewnikach.
Chcieliśmy uzyskać powłokę, która uśmiercałaby bakterie w formie planktonicznej i zapobiegałaby kolonizacji powierzchni. Wstępne dane pokazują, że mamy coś naprawdę obiecującego - opowiada prof. Anita Shukla z Brown University.
Podczas testów poliuretanowa powłoka z auranofiną nie tylko zabijała gronkowce, ale i nie dopuszczała do powstawania biofilmów MRSA, które są szczególne oporne na leczenie.
Autorzy publikacji z Frontiers in Cellular and Infection Microbiology wyliczają, że w samych USA rokrocznie zakłada się ponad 150 mln cewników naczyniowych. Zakażenia odcewnikowe rozwijają się u 250 tys. pacjentów rocznie; do zgonu dochodzi nawet w 25% przypadków. Koszty terapii są ogromne.
Wcześniejsze próby poradzenia sobie z problemem nie były raczej udane. Powłoki antybakteryjne często tracą skuteczność po maksymalnie 2 tygodniach, bo zbyt szybko uwalniają lek. Poza tym bywa, że w powłokach wykorzystuje się tradycyjne antybiotyki, co w przypadku długotrwałego stosowania rodzi uzasadnione obawy odnośnie do rozwoju lekooporności.
W swojej powłoce Shukla i inni zastosowali jednak kompleks złota(I) - auranofinę. Światowa Organizacja Zdrowia klasyfikuje ją jako lek antyartretyczny, ale badania Eleftheriosa Mylonakisa i Beth Fuchs z Brown University wykazały, że bardzo skutecznie zabija ona MRSA i inne niebezpieczne bakterie. Poza tym auranofina działa w taki sposób, że patogenom trudno rozwinąć oporność. Dotąd nie stosowano jej w żadnej powłoce.
Podczas eksperymentów auranofinę dodawano do roztworu poliuretanu. Następnie rozpuszczalnik odparowywano, uzyskując rozciągliwą, wytrzymałą powłokę cewnika. Okazało się, że powłoka wytrzymuje bez pękania nawet 500% wydłużenie.
Testując skuteczność rozwiązania, Amerykanie umieszczali powleczone cewniki w roztworze zawierającym MRSA oraz w hodowli MRSA na płytkach agarowych. Ustalono, że powłoki hamowały wzrost gronkowców od 8 do 26 dni, zależnie od zastosowanego stężenia auranofiny. Obserwując ewentualne przejawy tworzenia biofilmu, zespół posłużył się obrazowaniem bioluminescencji. Okazało się, że nie było żadnych sygnałów tworzenia biofilmu. Poliuretan działa jak bariera otaczająca auranofinę, poprawiając długoterminową wydajność antybakteryjną i antybiofilmową.
Wstępne testy toksyczności pokazały, że powłoki nie wywierają niekorzystnego wpływu na ludzkie komórki krwi czy hepatocyty. Fakt, że obie składowe powłoki zostały zatwierdzone przez FDA, powinien przyspieszyć proces wydawania zezwoleń na testy in vivo.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Uzyskane stosunkowo niedawno białka, centyryny, mogą zwalczać zakażenia wywołane przez gronkowca złocistego (Staphylococcus aureus). Warto przy tym pamiętać, że metycylinooporny gronkowiec złocisty (MRSA) znajduje się na liście bakterii, które wg WHO, w największym stopniu zagrażają ludzkiemu zdrowiu i najpilniej wymagają stworzenia nowych leków.
Zgodnie z naszym stanem wiedzy, to pierwszy raport, który pokazuje, że białka zwane centyrynami mogą potencjalnie blokować skutki ciężkich zakażeń S. aureus u myszy oraz podczas eksperymentów na ludzkich komórkach - podkreśla dr Victor Torres z NYU Langone Health.
Badanie przedkliniczne pokazało, że wybrana grupa centyryn zaburza działanie 5 toksyn, na których gronkowiec złocisty polega, wymykając się ludzkiemu układowi odpornościowemu i atakując tkanki. Oddziałując na aktywność bakterii bez ich niszczenia, nowa metoda pomaga zapobiegać lekooporności.
Jak tłumaczą autorzy publikacji z pisma Science Translational Medicine, centyryny są małymi rusztowaniami białkowymi, pozyskiwanymi z domeny fibronektyny typu III (ang. fibronectin type III domain, FN3) ludzkiego białka - tenasycyny C.
W ciągu lat badań Torres i inni stwierdzili, że S. aureus atakują, uwalniając cytolityczne toksyny. Jedną z nich, leukocydynę AB, odkryto zresztą w laboratorium Torresa. Toksyny te dziurawią komórki odpornościowe i niszczą je, nim mają one szansę zniszczyć bakterie.
W ramach najnowszych badań Amerykanie posłużyli się białkiem macierzystym centyryn i uzyskali bardzo liczny zbiór protein, które nieznacznie różniły się budową. Skryning tej biblioteki ujawnił 209 centyryn wiążących się z fragmentami 5 głównych leukotoksyn S. aureus (PVL, HlgAB, HlgCB, LukED i LukAB).
Podczas eksperymentów myszom podawano śmiertelną dawkę gronkowcowej toksyny LukED. Gryzonie, którym zawczasu zaaplikowano dawkę białka macierzystego (nieprzeznaczonego do wiązania z tą toksyną), zginęły. Osobniki, którym podano "celowaną" centyrynę SM1S26, przeżyły. Nawet wtedy, gdy przeciwtoksynową centyrynę podawano 4 godziny przed zakażeniem S. aureus - to scenariusz bardziej przypominający rzeczywistość kliniczną - przeżywało 50% zwierząt, w porównaniu do 0% w grupie kontrolnej.
Naukowcy pracują też nad rozwiązaniem, które łączy centryny z antystafylokokowymi przeciwciałami monoklonalnymi (ang. monoclonal antibodies, mABs) w nową klasę białek - MABtyryny. Mogą one skuteczniej neutralizować gronkowce złociste.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Bakterie MRSA (oporny na metycylinę gronkowiec złocisty) i E.coli mogą wkrótce stracić miano jednych z najpoważniejszych bakteryjnych zagrożeń szpitalnych. Spokrewniona z MRSA bakteria Staphylococcus epidermidis coraz częściej zyskuje antybiotykooporność i coraz częściej powoduje zagrażające życiu infekcje pooperacyjne. Jest jednak zwykle ignorowana przez lekarzy i naukowców gdyż... występuje powszechnie na skórze każdego człowieka.
Tymczasem naukowcy z Milner Centre for Evolution na University of Bath uważają, że powinniśmy przywiązywać większą wagę do zagrożeń powodowanych przez tę oportunistyczną bakterię. Szczególnie uważać powinni ci, którzy mają przejść operację.
Uczeni zidentyfikowali w tej zwykle niegroźnej bakterii aż 61 genów, które mogą spowodować, że wywoła ona śmiertelnie niebezpieczną chorobę. Naukowcy mają nadzieję, że dzięki zrozumieniu działania S. epidermidis opracują metody identyfikacji najbardziej narażonych pacjentów jeszcze zanim trafią oni na stół operacyjny.
W ramach swoich badań zespół naukowy pobrał próbki od pacjentów, którzy po zabiegu wstawienia endoprotezy biodra lub kolana zostali zainfekowani S. epidermidis i porównali te próbki z próbkami bakterii pobranych ze skóry zdrowych ochotników. Porównanie zmian genetycznych w całych genomach bakterii wykazało, że w próbkach od osób zainfekowanych znajdowało się 61 genów, które niemal nie występowały w próbkach od osób zdrowych.
Niezwykle zaskakujący był fakt, że u niewielkiej grupy zdrowych ludzi znaleziono bardziej zjadliwą formę bakterii.
Dalsze badania wykazały, że geny, które powodują, że z nieszkodliwego mikroorganizmu bakteria staje się śmiertelnym zagrożeniem, pomagają bakterii przetrwać w krwi i uniknąć ataku ze strony układu odpornościowego. Dzięki nim powierzchnia Staphylococcus epidermidis staje się niezwykle lepka, co ułatwia tworzenie biofilmów chroniących przed antybiotykami.
Staphylococcus epidermidis to śmiercionośny mikroorganizm, który powszechnie występuje. Zawsze był ignorowany w testach klinicznych, gdyż jego obecność uznawano albo za zanieczyszczenie próbek, albo za standardowe ryzyko związane z chirurgią. Infekcje pooperacyjne mogą być niezwykle poważne, niejednokrotnie śmiertelne. Infekcje są odpowiedzialne za niemal 1/3 zgonów w Wielkiej Brytanii, dlatego też powinniśmy zmniejszać ryzyko wszędzie tam, gdzie to możliwe", mówi profesor Sam Sheppard.
Jako, że ten mikroorganizm występuje tak powszechnie, może on bardzo szybko ewoluować wymieniając geny pomiędzy poszczególnymi bakteriami. Jeśli nic z tym nie zrobimy, istnieje ryzyko, że coraz bardziej będzie się rozpowszechniał, a to oznacza większą liczbę antybiotykoopornych infekcji pooperacyjnych, dodaje uczony.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.