Innowacyjna sonda wykrywająca bakterie
Kluczem do przezwyciężenia odporności na antybiotyki może być nasza zdolność wykrywania błony biologicznej— struktury tworzonej przez populacje bakterii i chroniącej je przed antybiotykami. Naukowcy z A*STAR opracowali pierwszą sondę fluorescencyjną wykrywającą błony biologiczne na żywym modelu zwierzęcym zakażenia rogówki.
Bakteryjne błony biologiczne składają się z białek, pozakomórkowego DNA (eDNA), polisacharydów oraz kwasów tłuszczowych. Pierwsza sonda błony biologicznej, CDy11, opracowana przez badaczy A*STAR wiąże amyloid, białko potrzebne do wytworzenie i funkcjonowania błony biologicznej (Obraz: A*STAR Singapore Bioimaging Consortium)
Zakażenia bakteryjne tradycyjnie leczone są antybiotykami. – Po wyizolowaniu bakterie stosunkowo łatwo jest wykryć i zabić antybiotykami. Jednak w skupieniu bakterie tworzą dookoła populacji strukturę ochronną – tak zwaną błonę biologiczną czy biofim – mówi Young-Tae Chang, kierownik zespołu w A*STAR Singapore Bioimaging Consortium.
Takie błony – grube substancje składające się z pozakomórkowego DNA, białek, polisacharydów oraz kwasów tłuszczowych – stanowią istotny składnik odporności na antybiotyki. – Antybiotykom trudno jest przebić się przez błonę i dostać się do bakterii – wyjaśnia Chang.
Aby uzyskać dostęp do osłoniętych błoną bakterii naukowcy najpierw muszą wykryć tę ochronną strukturę. Chang i zespół odkryli sondę błony biologicznej za pomocą techniki wcześniej opracowanej w ich laboratorium, zwanej różnorodną biblioteką fluorescencyjną (DOFLA).
DOFLA wytwarza niewielkie fluorescencyjne cząsteczki do użycia jako sondy, tworząc proste rusztowania, które można modyfikować przy wiązaniu do docelowych cząsteczek. Związki DOFL wytwarzane są bez uprzedniej wiedzy o celu, co przezwycięża ograniczenia podejść zorientowanych na cel, gdzie stosowalność takich związków w złożonych układach biologicznych jest często ograniczona.
Chang i zespół przeskanowali swoją zawierającą 10.000 pozycji bibliotekę na związki, które wiążą amyloid, główne białko rusztowania w błonie biologicznej. Za pomocą selekcji związków w szczepach bakterii Pseudomonas aeruginosa z wysoką i niską ekspresją amyloidu udało im się zidentyfikować sondę zwaną CDy11 (compound of designation yellow 11). Pseudomonas aeruginosa posiada zaawansowane mechanizmy odporności na antybiotyki.
Chang wyjaśnia, że CDy11 można stosować do pokazania miejsc, w których bakterie się skrywają, czyli miejsc, które należy leczyć. Ponieważ amyloid jest podstawową strukturą w błonie biologicznej, Chang przewiduje, że CDy11 może mieć szerokie zastosowanie. Jego zespół już potwierdził, że CDy11 jest w stanie wykrywać błony biologiczne kilku szczepów bakterii.
– Aktualnie nie istnieje bezpośrednia metoda wykrywania lub wizualizacji błon komórkowych, więc diagnozowanie jest wyjątkowo trudne. CDy11 to pierwsza sonda, która rozwiązuje problem – zauważa Chang. Jego zespół aktualnie identyfikuje sondy identyfikujące inne składniki błony biologicznej w celu poszerzenia zestawu narzędzi służących do wykrywania biofilmu.
Źródło: http://www.nanowerk.com/news2/biotech/newsid=44748.php
http://laboratoria.net/technologie/26175.html