Spritzpulver Verwendet Stickstoffoxid, Um Tödliche Bakterien Zu Bekämpfen

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Ein pulver, das eine photoaktive verbindung enthält, setzt bei lichteinwirkung stickstoffoxid frei, eine antibakterielle verbindung, die eine behandlung für die potenziell tödlichen bakterien acinetobacter baumannii bietet.

Dieser Artikel hinter den Kulissen wurde WordsSideKick.com in Partnerschaft mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

Eine neue Verbindung, die bei Einwirkung von Licht Stickoxid freisetzt, bietet eine Behandlung, die den von potenziell tödlichen Bakterien infizierten Personen hilft Acinetobacter baumannii.

Beständig gegen die meisten Antibiotika, A. baumannii tritt durch offene Wunden in den Körper ein und schlägt im Allgemeinen Menschen mit geschwächtem Immunsystem vor. Symptome von A. baumannii Dazu gehören Fieber, geschwollene oder schmerzhafte Bereiche oder Wunden, Blasenbildung, Atemnot und Kopfschmerzen. Das Bakterium hat sich besonders bei den im Irak verwundeten Soldaten durchgesetzt und den Spitznamen "Irakibacter" inspiriert.

Ein Team um UC Santa Cruz-Chemieprofessor Pradip Mascharak und seinen Doktoranden Brandon Heilman entwickelte einen Wirkstoff, der in Labortests eine hochresistente Belastung auslöste A. baumannii. Die Verbindung besteht aus photoaktivem Mangannitrosyl, das bei Einwirkung von Licht Stickoxid freisetzt, das entweder in einem pulverförmigen Silikatmaterial (MCM-41) oder in einem Aluminosilikatmaterial (Al-MCM-41) enthalten ist. Das Pulver, das direkt in die Wunde gespritzt werden soll, setzt Stickoxid frei und tötet das Pulver A. baumannii bei Lichteinfall - auch nur bei Tageslicht.

Mascharak erklärte, dass diese Methode besonders neu ist, da das Nebenprodukt der Stickoxidreaktion nicht in die Wunde gelangt, sondern im Pulver selbst verbleibt und nur Stickstoffoxid in den Körper eindringen kann, wodurch Nebenwirkungen vermieden werden.

"Wir glauben, dass dies ein großer Durchbruch ist", sagte Mascharak. "Obwohl die antibiotische Wirkung von Stickoxid auf Krankheitserreger schon länger bekannt war, war die bequeme Abgabe dieses giftigen Gases an Wunden ein Problem."

Die Forschungen der Teams, die von der National Science Foundation unterstützt wurden, wurden in einem Artikel und auf dem Titel der Ausgabe der Zeitschrift der American Chemical Society vom 18. Juli vorgestellt.

Um diese Verbindung zu testen, bauten Mascharak und sein Team die A. baumannii in Agarfilmen, die es den Bakterien ermöglichten, zu wachsen und zu kolonisieren, wie es bei Haut- und Weichteilinfektionen der Fall sein könnte. Der für diesen Test verwendete Stamm wurde aus einem in Afghanistan verwundeten Soldaten isoliert und war zuvor gegen neun von elf als Antibiotika getesteten Antibiotika resistent.

Dann fügte das Team das Pulver - mit und ohne Compound - zu den Agarplatten hinzu. Die Forscher setzten die Platten mit 100 Milliwatt Licht pro Quadratzentimeter Licht aus (ungefähr die Lichtmenge an einem sonnigen Tag), und innerhalb von 24 Stunden waren die mit der Verbindung behandelten Bakterien vollständig gelöscht. Wenn das Team versuchte, dieselbe Bakterienkultur zu züchten, nachdem es mit der Verbindung in Kontakt gekommen war, wuchs es nicht und bewies, dass das A. baumannii wurde erfolgreich ausgerottet.

Diese Substanz ist nicht nur in Labortests wirksam, sie ist auch benutzerfreundlich. Das Pulver ist einfach zu dosieren und die geringe Menge, die für die Wirksamkeit erforderlich ist - nur eine sehr dünne Schicht - bedeutet, dass ein wenig Pulver viele Opfer behandeln kann. Das Pulver kann auch unter den meisten Bedingungen leicht transportiert und gelagert werden, solange es vor Licht geschützt ist.

Diese Form der Stickoxidabgabe bietet Inspiration für andere medizinische Anwendungen, die Stickoxid verwenden.

"Wir haben bereits gezeigt, dass die durch Licht ausgelöste Stickoxidabgabe andere Bakterien wie Staphylole auslöschen kann.Staphylococcus] ohne weiteres ", sagte Mascharak.

Die Verwendung von Stickstoffoxid für medizinische Behandlungen bietet weitere Vorteile:

  • Es sammelt sich nicht im Körper an
  • Es wird von Wirtszellen gut vertragen
  • Es wurde gezeigt, dass es die Reaktion des Immunsystems verbessert

Zukünftige Pläne für das Team von Mascharak sehen einen Test der Behandlung vor A. baumannii in Tiermodellen.

"Der nächste Schritt besteht darin, die Arbeit an Tiermodellen weiterzugeben, in denen mit den Bakterien infizierte echte Wunden behandelt werden und die Auswirkungen der Stickoxidexposition ausgewertet werden", sagte Mascharak. "Wir versuchen, gemeinsam mit Experten, die sich mit solchen Bewertungsverfahren auskennen, gemeinsame Anstrengungen in dieser Richtung zu unternehmen."

Anmerkung des Herausgebers: Die in den Artikeln von Behind the Scenes dargestellten Forscher wurden von der National Science Foundation mit der Finanzierung von Grundlagenforschung und -bildung in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik unterstützt. Alle Meinungen, Erkenntnisse und Schlussfolgerungen oder Empfehlungen, die in diesem Material zum Ausdruck kommen, sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten der National Science Foundation wider. Siehe das Archiv hinter den Kulissen.


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