Sign in to follow this
Followers
0
Bakterie ukrywające się w organizmie pacjenta to istotne źródło zakażeń wewnątrzszpitalnych
By
KopalniaWiedzy.pl, in Medycyna
-
Similar Content
-
By KopalniaWiedzy.pl
Metale ziem rzadkich wykorzystujemy w smartfonach, telewizorach, silnikach elektrycznych czy turbinach wiatrowych. Są one szeroko rozpowszechnione w skorupie ziemskiej. Jednak występują w tak niewielkiej koncentracji, że ich pozyskanie nie jest proste. To proces bardzo energochłonny, składający się z setek kroków oraz wymagający użycia toksycznych chemikaliów. Okazuje się jednak, że można go uprościć, uczynić tańszym, czystszym i bezpieczniejszym dzięki bakteriom wyizolowanym właśnie z pączków dębu szypułkowego.
Naukowcy z Pennsylvania State University odkryli mechanizm, za pomocą którego bakterie mogą selektywnie wybierać pomiędzy metalami ziem rzadkich. Zbadali, jak ten mechanizm działa i opracowali metodę szybkiego i efektywnego oddzielania podobnych pierwiastków w temperaturze pokojowej. Metoda ta może przyczynić się do powstania bardziej efektywnych, tańszych i przyjaznych dla środowiska technologii pozyskiwania i recyklingu pierwiastków ziem rzadkich.
Procesy biologiczne potrafią odróżnić metale ziem rzadkich od wszystkich innych metali, a teraz wykazaliśmy, że potrafią też odróżniać od siebie poszczególne metale ziem rzadkich, decydując, który jest dla nich użyteczny, a który nie, mówi główny autor badań, profesor Joseph Cotruvo. Wykazaliśmy, jak wykorzystać te właściwości do pozyskiwania i oddzielania pierwiastków ziem rzadkich. Niezależnie od tego, czy wydobywasz metale ziem rzadkich ze skał, czy też z poddawanych recyklingowi urządzeń, musisz je od siebie oddzielić, by uzyskać czysty metal. Nasza metoda, przynajmniej teoretycznie, może znaleźć zastosowanie niezależnie od metody pozyskiwania pierwiastka, dodaje uczony.
Do grupy pierwiastków ziem rzadkich zaliczamy 15 lantanowców oraz iterb i skand. Są one podobne pod względem chemicznym, mają podobne rozmiary i często występują razem. Znajdują jednak różne zastosowania technologiczne.
Obecnie podczas separacji poszczególnych pierwiastków ziem rzadkich wykorzystuje się olbrzymie ilości toksycznych chemikaliów, takich jak nafta czy fosfoniany. Proces separacji składa się nawet z setek poszczególnych kroków, koniecznych do uzyskania czystego metalu. Jeden problem to oddzielenie tych pierwiastków od skał. Gdy już to się uda, mamy drugi problem jakim jest oddzielenie poszczególnych metali od siebie. To największe i najbardziej interesujące wyzwanie, gdyż pierwiastki te są do siebie podobne. My wzięliśmy naturalnie występującą proteinę, którą nazywamy lanmoduliną (LanM) i przygotowaliśmy ją tak, by rozróżniała te pierwiastki, wyjaśnia Cotruvo.
Cotruvo i jego koledzy wiedzieli, że natura od milionów lat potrafi wykorzystywać pierwiastki ziem rzadkich. Dlatego właśnie w naturze poszukiwali rozwiązania problemu. Przed sześciu laty wyizolowali lanmodulinę z jednej z bakterii i wykazali, że 100 milionów razy lepiej łączy się ona z lantanowcami niż z innymi metalami. Później udowodnili, że można ją wykorzystać do uzyskania pierwiastków ziem rzadkich z mieszaniny, w której znajduje się wiele innych metali. Jednak ta pierwsza lanmodulina radziła sobie znacznie gorzej z zadaniem odróżniania poszczególnych pierwiastków ziem rzadkich od siebie.
Podczas najnowszych badań Cotruvo i jego zespół znaleźli setki naturalnych protein mniej więcej podobnych do pierwszej zidentyfikowanej przez sobie lanmoduliny. Jednak skupili się na jednej, która była wystarczająco różna – różnice dochodziły do 70% – spodziewając się, że będzie ona miała nieco różne właściwości. Wybrana przez nich lanmodulina występuje u bakterii Hansschlegelia quercus wyizolowanej z pączków dębu szypułkowego.
Okazało się, że gdy lanmodulina z tej bakterii łączy się z lżejszymi lantanowcami, jak neodym, tworzy silne dimery z identycznymi fragmentami lanmoduliny. Gdy zaś łączy się z cięższymi lantanowcami, jak dysproz, woli się nie łączyć, pozostając monomerem. To było zaskoczenie, gdyż pierwiastki te są bardzo podobnych rozmiarów. Tymczasem ta lanmodulina jest zdolna do rozróżnienia wielkości w skalach dla nas niewyobrażalnych, wynoszących bilionowe części metra. Wyczuwa różnice mniejsze niż 1/10 średnicy atomu, zachwyca się Cotruvo.
Gdy naukowcy szczegółowo przeanalizowali wpływ łączenia się z lantanowcami na tworzenie dimerów przez lanmodulinę, okazało się, że wszystko zależy od pojedynczego aminokwasu, który zajmuje inną pozycję przy łączeniu się z lekkim lantanowcem niż podczas łączenia się z cięższym lantanowcem. Pozycja tej proteiny decyduje o interakcji z innym monomerem, więc i o preferencji co do tworzenia dimerów lub pozostaniu monomerem. Gdy naukowcy usunęli ten aminokwas z lanmoduliny, proteina znacznie gorzej radziła sobie z odróżnianiem poszczególnych lantanowców.
Uzbrojeni w tę wiedzę naukowcy Penn State podjęli współpracę z uczonymi z Lawrence Livermore National Laboratory i wykazali, że lanmodulinę można wykorzystać do oddzielenia od siebie neodymu i dysprozu, najważniejszych składników magnesów stałych. A można to uczynić w jednym kroku, w temperaturze pokojowej, bez wykorzystywania żadnych organicznych rozpuszczalników.
Nie jesteśmy pierwszymi, którzy zauważyli, że dimeryzacja może być metodą na oddzielanie metali, szczególnie za pomocą syntetycznych molekuł. Jednak jako pierwsi zaobserwowaliśmy takie zjawisko występujące w naturze w odniesieniu do lantanowców. To badania podstawowe, które potencjalnie można wykorzystać w przemyśle. Odkrywamy sekrety natury i uczymy się od niej, jak być lepszymi chemikami, dodaje Cotruvo. Zdaniem uczonego, najnowsza praca to dopiero początek. Cotruvo uważa, że z czasem nauczymy się rozwiązywać najtrudniejszy z problemów – efektywnie oddzielać od siebie pierwiastki ziem rzadkich, które bezpośrednio ze sobą sąsiadują w układzie okresowym.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Dotychczas sądzono, że to po prostu bakterie akumulujące się jedna pod drugiej na naszych zębach powodują próchnicę, mówi mikrobiolog i dentysta Huyn Koo z University of Pennsylvania. To jednak błędny obraz. Koo jest współautorem badań, z których wynika, że bakterie i grzyby tworzą wzajemnie wspomagające się społeczności, które „spacerują”, a nawet „skaczą” po zębach.
Znajdujące się na zębach mikroorganizmy żywią się tymi samymi cukrami, co my i wydzielają kwasy, które uszkadzają szkliwo, wywołując próchnicę. Dotychczas jednak mieliśmy dość uproszczony obraz tego zjawiska. Wiedzieliśmy, że kolonizacja powierzchni przez mikroorganizmy to pierwszy niezbędny krok, ku pojawieniu się biofilmu, który chroni mikroorganizmy przed szkodliwym wpływem czynników zewnętrznych.
Uczeni z Pennsylvanii zbadali ślinę pobraną od dzieci w wieku 12–36 miesięcy, u których występowała poważna próchnica. Badania ujawniły, że u takich dzieci występują zgrupowania bakterii z gatunku Streptococcus mutans i grzybów z gatunku Candida albicans. Takich zgrupowań nie znaleziono w ślinie dzieci o zdrowszych zębach. Jednak największym zaskoczeniem było spostrzeżenie, że zgrupowania takie są zdolne do złożonych ruchów.
Komórki bakteryjne znajdowały się wewnątrz zgrupowania, zapewniając całości przyczepność. Z kolei większe, podobne do laski komórki grzybów zgromadzone były na zewnątrz, tworząc „kończyny”, przesuwające całość do przodu podczas wzrostu. Gdy dwa takie bakteryjno-grzybiczne zgrupowania się spotkały, dochodziło do ich połączenia. Tego typy zgrupowania rosły szybciej i były bardziej odporne na mechaniczne próby usunięcia i na oddziaływanie chemikaliów niż osobno żyjące grzyby czy bakterie.
Autorzy badań chcą teraz sprawdzić, kto jest najbardziej narażony na pojawienie się zgrupowań grzybiczno-bateryjnych i jak można je zwalczać.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Antybiotykooporność uznawana jest za jedno z największych zagrożeń dla ludzkości. Już obecnie mikroorganizmy oporne na działanie antybiotyków zabijają rocznie 1,27 miliona osób, a specjaliści spodziewają się, że do roku 2050 liczba ta wzrośnie do 10 milionów osób rocznie. Stąd też próby zrozumienia, w jaki sposób mikroorganizmy zyskują antybiotykooporność. Naukowcy z Telethon Kids Institute w Perth odkryli właśnie jej nieznany rodzaj.
Bakterie, by się namnażać i wywoływać choroby, muszą wytwarzać kwas foliowy. Działanie niektórych antybiotyków polega na blokowaniu możliwości syntezy kwasu foliowego przez bakterie. Gdy jednak naukowcy przyjrzeli się działaniu antybiotyków przepisywanych zwykle na infekcje powodowane przez streptokoki należące do grupy A, odkryli, że gdy zablokowana została możliwość wytwarzania kwasu foliowego przez bakterie, zaczęły one pobierać kwas bezpośrednio z organizmu człowieka. To spowodowało, że antybiotyk był nieefektywny, a stan pacjenta pogarszał się, zamiast się poprawiać, stwierdza doktor Timothy C. Barnett.
Naukowcy podkreślają, że ten rodzaj antybiotykooporności jest niewykrywalny standardowymi metodami używanymi w laboratoriach medycznych. To zaś oznacza, że antybiogram nie wykaże, iż mamy do czynienia z bakterią lekooporną, zatem lekarz może mieć problemy z zastosowaniem właściwego leczenia. Niestety, podejrzewamy, że to jedynie wierzchołek góry lodowej. Odkryliśmy ten mechanizm w grupie A streptokoków, jednak jest prawdopodobne, że korzystają z niego również inne patogeny, dodaje Barnett.
Uczony mówi, że antybiotykooporność to cicha pandemia, znacznie bardziej niebezpieczna niż COVID-19. Nie tylko może do roku 2050 powodować do 10 milionów zgonów rocznie, ale WHO szacuje, iż przyniesie ona światowej gospodarce straty w wysokości 100 bilionów USD. Bez antybiotyków nie będziemy mieli sposobu na powstrzymanie śmiercionośnych infekcji, pacjenci onkologiczni nie będą mogli przechodzić chemioterapii, nie można będzie też przeprowadzać ratujących życie operacji, wyjaśnia naukowiec.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Około 25% powierzchni lądowej Półkuli Północnej stanowi wieczna zmarzlina. Globalne ocieplenie powoduje, że rozmarzająca gleba uwalnia materię organiczną uwięzioną od tysięcy lat. Część z tej materii stanowią mikroorganizmy oraz wirusy. Jean-Michel Claverie z Uniwersytetu Aix-Marseille i jego zespół informują o wyizolowaniu i „ożywieniu” 13 nowych wirusów należących do 5 kladów zdolnych do zainfekowania Acanthamoeba spp. Najmłodszy z wirusów liczył sobie 27 000 lat, najstarszy zaś – 48 500 lat co czyni go najstarszym wirusem zdolnym do zainfekowania komórki.
Nasze badania potwierdzają zdolność wirusów o dużym DNA do zainfekowania Acanthamoeba po ponad 48 500 lat spędzonych w wiecznej zmarzlinie, czytamy w artykule [PDF] udostępnionym na łamach bioRxiv. Wspomniane wirusy należą do rodzajów Pandorawirus, Cedratvirus, Megawirus, Pacmanvirus i Pithovirus. Wszystkie to jedne z największych znanych nam wirusów, wszystkie znane są od niedawna i wszystkie infekują ameby.
Zespół Claverie poszukiwał w próbkach właśnie dużych wirusów zdolnych do infekowania Acanthamoeba. Naukowcy dodawali próbki wiecznej zmarzliny do kultur ameb i poszukiwali śladów infekcji, które wskazywałyby, że wirusy „ożyły” i się replikują. Jeśli zaś wspomniane wirusy mogły „ożyć” po dziesiątkach tysięcy lat w wiecznej zmarzlinie i infekować komórki, oznacza to, że prawdopodobnie do tego samego zdolne są inne mniejsze wirusy. Roztapianie się wiecznej zmarzliny wiąże się więc z ryzykiem pojawienia się mikroorganizmów zdolnych do infekowania roślin i zwierząt, w tym człowieka. A ryzyko takie rośnie, gdyż wraz z globalnym ociepleniem w Arktyce będzie pojawiało się coraz więcej ludzi, chociażby po to, by wydobywać niedostępne dotychczas surowce.
Ryzyko zainfekowania ludzi uśpionymi przez tysiąclecia wirusami i bakteriami będzie się zwiększało. Trzeba jednak pamiętać, że jest i pozostanie ono mniejsze niż ryzyko wybuchu epidemii wywołanej już krążącymi wśród ludzi i zwierząt mikroorganizmami. Globalne ocieplenie powoduje bowiem, że choroby tropikalne zwiększają swój zasięg, a nosiciele ich patogenów pojawiają się np. w Europie.
Ryzykowne mogą być też prace nad znajdującymi się w wiecznej zmarzlinie wirusami. Gdy używamy kultur Acanthamoeba spp. do badania obecności wirusów w prehistorycznej wiecznej zmarzlinie, korzystamy z ochrony miliardów lat dystansu ewolucyjnego pomiędzy amebami a ludźmi i innymi ssakami. To najlepsza ochrona przed przypadkowym zarażeniem się pracowników laboratorium czy rozprzestrzenieniem wirusów na współcześnie żyjące zwierzęta. Ryzyko związane z „ożywianiem” takich wirusów jest całkowicie pomijalne w porównaniu z ryzykiem, jakie stwarza poszukiwanie paleowirusów bezpośrednio w tkankach mamutów, nosorożców włochatych czy prehistorycznych koni, czym zajmują się Rosjanie z laboratorium Vector w Nowosybirsku. Na szczęście jest to laboratorium klasy BLS4. My, bez podejmowania niepotrzebnego ryzyka, sądzimy, że uzyskane przez nas wyniki można ekstrapolować na wiele innych wirusów DNA zdolnych do infekowania ludzi i zwierząt. Naszym zdaniem istnieje ryzyko, że z wiecznej zmarzliny uwolnią się nieznane wirusy. W tej chwili niemożliwością jest stwierdzić, jak długo takie wirusy pozostaną aktywne po wystawieniu ich na czynniki zewnętrzne, jak promienie ultrafioletowe, tlen czy wyższe temperatury – podsumowują autorzy badań.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Badania uczonych z The Australian National University mogą doprowadzić do pojawienia się lepszych metod walki z rzadkimi, ale niezwykle śmiertelnymi infekcjami bakteryjnymi. Mowa o bakteriach powodujących gangrenę, sepsę czy tężec. Na szczęście ta grupa bakterii rzadko powoduje infekcje. W USA jest mniej niż 1000 takich przypadków rocznie. My skupiliśmy się bakterii Clostridium septicum, która w ciągu 2 dni zabija 80% zakażonych. Jest niezwykle śmiercionośna, mówi profesor Si Ming Man.
Australijczycy odkryli, że Clostridium septicum bardzo szybko zabija komórki naszego organizmu, gdyż uwalnia toksynę działającą jak młotek. Toksyna ta wybija dziury w komórkach. To, oczywiście, wzbudza alarm w naszym układzie odpornościowym. Jednak gdy ten przystępuje do działania, może wyrządzić więcej szkód niż korzyści. Układ odpornościowych ma dobre zamiary, próbuje zwalczać bakterię. Problem jednak w tym, że w tym procesie zarażone komórki dosłownie eksplodują i umierają. Gdy bakteria mocno się rozprzestrzeni i w całym ciele mamy wiele umierających komórek, dochodzi do sepsy i wstrząsu. Dlatego pacjenci bardzo szybko umierają, mówi uczony.
Obecnie mamy niewiele sposób leczenia w takich przypadkach. Jednak analizy Mana i jego zespołu dają nadzieję, że opcji tych będzie więcej. Nasze badania pokazały, że możemy rozpocząć prace nad nowymi terapiami, na przykład nad wykorzystaniem leków do neutralizacji toksyny. Wykazaliśmy też, że już w tej chwili w testach klinicznych znajdują się leki, które mogą zablokować kluczowy, odpowiedzialny za rozpoznanie toksyny, receptor układu immunologicznego. Takie leki uniemożliwiłyby układowi odpornościowemu zbyt gwałtowną reakcję na toksynę. Łącząc tego typu leki moglibyśmy opracować terapię ratującą życie, dodaje Man.
Dodatkową korzyść odniósłby przemysł, gdyż ta sama bakteria zabija owce i krowy, nowe leki można by więc stosować też w weterynarii.
« powrót do artykułu
-
-
Recently Browsing 0 members
No registered users viewing this page.