Penicillin , einer der wissenschaftlichen Wunder des 20. Jahrhunderts , zur Zeit verlieren eine Menge Kämpfe einmal gegen bakterielle Infektionen gewonnen . Doch die Wissenschaftler an der University of South Carolina haben gerade berichtet einen neuen Ansatz für die Wiederherstellung ihrer Kampfkraft , auch gegen sogenannte " Superbugs ".
Bakterien wurden Abklopfen von der Kraft der Penicillin -Familie von Arzneimitteln , da die erste breite Anwendung als Antibiotika in den 1940er Jahren . Zum Beispiel kann die Staphylokokken-Infektion , die durch das Bakterium Staphylococcus aureus gebracht wurde einmal leicht mit Penicillin und dessen Molekular Cousins behandelt.
Aber das Bug hat sich geändert. In den 1960er Jahren kam ein neuer Stamm , genannt MRSA für Methicillin (oder manchmal auch multiarzneimittel ) resistente S. aureus . Es ist zu einem ernsten Problem der öffentlichen Gesundheit , da die frühesten Einsatz von Antibiotika sind oft nutzlos gegen den neuen Stamm , und die Prävalenz noch größer geworden , da sie zum ersten Mal beobachtet wurde . MRSA (ausgesprochen mer - Suh ) wird manchmal auch als superbug wegen der Schwierigkeit Ärzte haben bei der Behandlung von infizierten Patienten .
Die S. aureus Mikrobe hat die MRSA -Stamm durch die Entwicklung einer Reihe von Abwehrmechanismen gegen Antibiotika , denen sie ausgesetzt waren entwickelt. Einer dieser Verteidigung effektiv neutralisiert größte Stärke Penicillin .
Diese Stärke ist sein Molekular Kern , eine zyklische Vier Amid Ring ein Beta-Lactam bezeichnet. Es ist ein gemeinsames Strukturelement der Penicilline, deren synthetische und halbsynthetische Derivate und andere verwandte Moleküle, die die breite Familie von Medikamenten genannt die Beta -Lactam-Antibiotika dar . Nur ein paar Beispiele ( von Dutzenden ) sind Amoxicillin, Ampicillin und Cefazolin .
Die Beta-Lactam- Struktur in einem Molekül ist etwas, dass viele Bakterien nicht gefiel. Sie behindert erheblich ihre Fähigkeit, durch Zellteilung vermehren und so die Chemiker seit Jahren verbrachte Zeit damit Moleküle, die alle enthalten die Beta-Lactam- Strukturmotiv , unterscheiden sich aber in der umgebenden Molekül " Gebüsch ". Ärzte verwenden stark die vielen Varianten von Beta- Lactam-Antibiotika , um bakterielle Infektionen zu bekämpfen, und viele wurden zurückgezogen , weil sie nicht mehr wirksam gegen die Abwehrkräfte Bakterien als Reaktion entwickelt.
Eines der wirksamsten Bakterienabwehrist das Enzym beta- Lactamase , die die beta -Lactam- Struktur kaut . Einige Bakterien, wie MRSA, haben die Fähigkeit zur Biosynthese und Freigabe beta- Lactamase bei Bedarf entwickelt. Es ist eine verheerende Verteidigung , weil es so allgemein zur Förderung der gemeinsamen Strukturmotiv in all der vielen Beta-Lactam- Antibiotika.
Aber das schafft auch die Möglichkeit, für einen allgemeinen Ansatz zur Lösung des Problems, das , was Carolinas Chuanbing Tang und Kollegen gerade in der Zeitschrift der American Chemical Society ist .
"Statt die Entwicklung neuer Antibiotika, hier stellen wir die Frage , " können wir recyceln die alten Antibiotika ? ", Sagte er . "Mit herkömmlichen Antibiotika wie Penicillin G, Amoxicillin, Ampicillin und so weiter , können wir neues Leben geben? "
Die Vorgehensweise Paare das Medikament mit einer schützenden Polymer in Tangs Chemielabor entwickelt. In Labortests , Doktorand Jiuyang Zhang bereitete ein Cobaltocenium Metallopolymer , die stark verlangsamt die Destruktivität der Beta-Lactamase auf einem Modell, Beta-Lactam- Molekül ( Nitrocefin ) .
Das interdisziplinäre Team , die Mitzi Nagarkatti und Alan Decho , von der Universität School of Medicine und Arnold School of Public Health enthalten jeweils zeigte auch, dass die antimikrobielle Wirksamkeit der vier Betalaktame im Detail untersucht wurde durch das Polymer verbessert. Die Verbesserung war bescheiden gegen zwei Stämme , aber mit dem Krankenhaus -assoziierten MRSA-Stamm (HA - MRSA) sehr ausgeprägt.
Die Metallopolymer selbst auch gezeigt, antimikrobielle Eigenschaften , Lyse von Bakterienzellen , während die menschliche rote Blutzellen unberührt. Durch eine Vielzahl von Maßnahmen wurde das Polymer gefunden ungiftig menschlichen Zellen im Laborversuch zu sein .
Das Projekt ist noch weit entfernt von der klinischen Anwendung , aber Tang weiß voran ist zwingend erforderlich.
" In den Vereinigten Staaten jedes Jahr sterben an Bakterien -induzierten Infektionen rund 100.000 Patienten", sagte Tang . " Und das Problem nimmt zu , weil Bakterien bauen Beständigkeit.
"Es ist ein sehr, sehr großes Problem , nicht nur für den einzelnen Patienten , sondern auch für die Gesellschaft. "