Un team di ingegneri biologici del Laboratorio di fisica applicata della Johns Hopkins ha scoperto un modo per conservare e trasportare ad alte temperature alcuni tipi di medicinali che in genere richiedono il congelamento e la conservazione a freddo. Il loro esperimento di prova del concetto ha implicazioni significative per l'accesso medico nei paesi in via di sviluppo.

Per lo studio, pubblicato online su Journal of the Royal Society Interface , il team ha stabilizzato e preservato reagenti di espressione proteica "senza cellule", componenti di cellule viventi che contengono il macchinario cellulare per produrre nuove proteine. Il metodo di conservazione, sviluppato dall'autore principale dello studio, David Karig, comporta l'essiccazione dei reagenti di espressione proteica in una polvere all'aria aperta. Quando questi estratti cellulari in polvere vengono successivamente combinati con acqua e specifici tipi di DNA, la miscela crea reazioni che producono proteine ​​per terapie o vaccini, a seconda del tipo di DNA utilizzato.

Tipicamente, i reagenti di espressione proteica privi di cellule conservate sono instabili al di sopra delle temperature di congelamento, rendere la cella frigorifera una necessità, che a sua volta rende questo tipo di trattamento insostenibile nei paesi in via di sviluppo e in parti remote del mondo. In scenari di disastro, questo metodo di conservazione potrebbe facilitare la rapida distribuzione e produzione di importanti vaccini da campo.

"Il nostro metodo consente ai sistemi di espressione proteica di resistere a mesi di stress da calore in condizioni atmosferiche, " Karig ha detto. "La capacità risultante di produrre in modo efficiente proteine ​​con reagenti che possono essere facilmente conservati e distribuiti in condizioni difficili supera molte delle sfide associate all'implementazione di nuove terapie in aree remote".

Per dimostrare il potenziale applicativo dei loro risultati, i ricercatori hanno mescolato il DNA con gli estratti cellulari in polvere per creare una reazione che ha prodotto le proteine ​​della piocina. Queste proteine ​​combattono Pseudomonas aeruginosa, un comune patogeno resistente agli antibiotici che può causare polmonite, infezioni del tratto urinario, infezioni dei tessuti molli, e sepsi. Gli estratti cellulari in polvere avevano 136 giorni ed erano stati conservati a 97,5 gradi Fahrenheit (temperatura corporea tipica). Secondo le loro scoperte, i ricercatori sono stati in grado di produrre abbastanza proteine ​​di piocina dagli estratti di cellule in polvere e dalla miscela di DNA per ottenere una riduzione di 100 volte della frazione di sopravvivenza di P. aeruginosa.

"Il sistema di produzione della piocina fornisce un efficace trattamento di prima linea per prevenire le infezioni delle ferite in ambienti di combattimento o in altri luoghi remoti dove il trasporto di medicinali prodotti in laboratorio sarebbe impossibile, "Ha detto Karig. "Mentre si avvicina la fine dell'era degli antibiotici, piattaforme fieldable come quella che presentiamo saranno un passo successivo necessario per lo storage a basso costo, consegna, e la produzione di nuovi farmaci".

Il team di ricerca includeva i coautori Seneca Bessling, Peter Thielen, Sherry Zhang, e Joshua Wolfe.