Científicos de NPL, trabajando con socios de la Universidad de Cambridge, Universidad de Exeter, King's College London y University College London han desarrollado un mecanismo de persistencia antibacteriana para combatir infecciones bacterianas persistentes y resistentes.

El aumento de las superbacterias es una seria preocupación en la comunidad médica, ya que las bacterias evolucionan para evadir los tratamientos existentes más rápido de lo que se pueden desarrollar nuevos antibióticos. En lugar de buscar antibióticos que existen en la naturaleza, como ha sido el caso de avances anteriores, el equipo de expertos ha diseñado uno del grupo para arriba, inspirado por virus.

Maxim Ryadnov, El líder científico del área en NPL dijo:"Los virus son objetos geométricos. Son como jaulas sólidas construidas a partir de pequeños bloques pegados con precisión atomística. Tomamos esa forma, despojarse de sus proteínas virales, y se quedan con una plantilla ".

Para perseguir tal hazaña, este equipo de investigación interdisciplinario adoptó los principios geométricos de la arquitectura del virus para diseñar un biológico sintético, una proteína Ψ-cápside, que se ensambla a partir de un pequeño motivo molecular que se encuentra en las células humanas. Este motivo puede reconocer patrones moleculares asociados a patógenos en superficies bacterianas, pero por sí solo es débilmente antimicrobiano. Por el contrario, cada cápside, que comprende múltiples copias del motivo, entrega una afluencia de altas dosis de antimicrobianos en su posición de unión precisa en una célula bacteriana.

Usando una combinación de imágenes a nanoescala y unicelulares, el equipo demostró que las cápsides infligen un daño irreparable a las bacterias, convirtiéndose rápidamente en nanoporos en sus membranas y alcanzando objetivos intracelulares. Las cápsides fueron igualmente efectivas en cualquiera de sus formas quirales, que puede hacerlos invisibles para el sistema inmunológico del huésped, matando diferentes fenotipos de bacterias y superbacterias sin citotoxicidad in vitro e in vivo.

En UCL, los científicos visualizaron cómo las cápsides aterrizaron en sus objetivos y luego crearon agujeros de tamaño nanométrico, que en última instancia son letales para las bacterias. Según Katharine Hammond, científico investigador en NPL y Ph.D. estudiante de la UCL:"Al escanear una punta afilada sobre la superficie de la membrana, al igual que un dedo en miniatura leería Braille, pudimos trazar los contornos de las cápsides en las membranas y observar en tiempo real cómo perforaban los agujeros en sus membranas objetivo ".

Ibolya Kepiro, Investigador científico superior, El Laboratorio Nacional de Física (NPL) afirma:"Esta investigación culmina nuestros esfuerzos conjuntos para identificar un mecanismo antibacteriano que podría estar libre de la frustración de la persistencia bacteriana. Creemos que estos hallazgos son prometedores para la evaluación sistémica de la eficacia antimicrobiana".

Los hallazgos se informan en ACS Nano y demostrar cómo la bioingeniería y las mediciones multimodales pueden ofrecer y validar soluciones innovadoras para el cuidado de la salud, aprovechando las capacidades naturales de lucha contra las enfermedades.