Scienziati presso NPL, collaborando con i partner dell'Università di Cambridge, Università di Exeter, Il King's College London e l'University College London hanno sviluppato un meccanismo di persistenza antibatterica per combattere le infezioni batteriche persistenti e resistenti.

L'aumento dei superbatteri è una seria preoccupazione nella comunità medica poiché i batteri si evolvono per eludere i trattamenti esistenti più velocemente di quanto possano essere sviluppati nuovi antibiotici. Piuttosto che cercare gli antibiotici che esistono in natura, come è stato il caso con i progressi precedenti, il team di esperti ne ha ideato uno dal gruppo in su, ispirato dai virus.

Maxim Ryadnov, Il leader scientifico dell'area presso NPL ha dichiarato:"I virus sono oggetti geometrici. Sono come gabbie solide costruite da minuscoli blocchi incollati insieme con una precisione atomica. Prendiamo quella forma, spogliarsi delle loro proteine ​​virali, e sono lasciati con un modello."

Per perseguire una tale impresa, questo team di ricerca interdisciplinare ha adottato i principi geometrici dell'architettura del virus per progettare un biologico sintetico, la proteina -capside, che si assembla da un piccolo motivo molecolare trovato nelle cellule umane. Questo motivo può riconoscere modelli molecolari associati ai patogeni sulle superfici batteriche, ma di per sé è debolmente antimicrobico. Al contrario, ogni capside, che comprende più copie del motivo, fornisce un afflusso di alte dosi antimicrobiche nella sua precisa posizione di legame su una cellula batterica.

Utilizzando una combinazione di imaging su nanoscala e unicellulare, il team ha dimostrato che i capsidi infliggono danni irreparabili ai batteri, convertendosi rapidamente in nanopori nelle loro membrane e raggiungendo bersagli intracellulari. I capsidi erano ugualmente efficaci in entrambe le loro forme chirali, che può renderli invisibili al sistema immunitario dell'ospite, uccidendo diversi fenotipi di batteri e superbatteri senza citotossicità in vitro e in vivo.

All'UCL, gli scienziati hanno visualizzato come i capsidi sono atterrati sui loro bersagli e successivamente hanno creato buchi di dimensioni nanometriche, che alla fine sono letali per i batteri. Secondo Katharine Hammond, ricercatore presso NPL e Ph.D. studente all'UCL:"Scansionando una punta acuminata sulla superficie della membrana, proprio come un dito in miniatura leggerebbe il Braille, potremmo tracciare i contorni dei capsidi sulle membrane e osservare in tempo reale come hanno perforato i fori nelle loro membrane bersaglio".

Ibolya Kepiro, Scienziato di ricerca superiore, Il National Physical Laboratory (NPL) afferma:"Questa ricerca culmina i nostri sforzi congiunti per identificare un meccanismo antibatterico che potrebbe essere esente dalla frustrazione della persistenza batterica. Riteniamo che questi risultati siano promettenti per la valutazione sistemica dell'efficacia antimicrobica".

I risultati sono riportati in ACS Nano e dimostrare come la bioingegneria e le misurazioni multimodali possono offrire e convalidare soluzioni innovative per l'assistenza sanitaria, basandosi sulle capacità naturali di combattere le malattie.