Virușii asemănători florilor ar putea înlocui antibioticele

Studiul ar putea deschide noi posibilități pentru diagnosticarea și tratarea bolilor, relatează incrussia.ru.

Descoperirea inițială a fost un accident fericit apărut în urma unei lucrări de laborator de rutină. În locul tratamentului standard al bacteriofagilor care utilizează temperaturi ridicate și solvenți care ucid virușii, autorul principal al studiului, Lei Tian, și colegii săi au decis să utilizeze dioxid de carbon la înaltă presiune. Tian, cercetător principal la Universitatea de Sud-Est din China, a condus proiectul în timp ce era student absolvent la Universitatea McMaster.

Cercetătorii obișnuiți să observe virușii au fost surprinși când fagii s-au coagulat în forme complexe și utile după procesare. „Scopul nostru a fost să păstrăm structura acestui virus util, iar rezultatul a fost o formă uimitoare creată chiar de natură”, a remarcat Tien.

Echipa a folosit echipamente de la Centrul canadian pentru microscopie electronică pentru imagistică și a petrecut doi ani studiind procesul și potențialele aplicații ale noilor forme în știință și medicină. Autorul Tohid Didar a subliniat că aceasta a fost o descoperire accidentală: „Când am văzut aceste flori frumoase, am fost șocați. Ne-a luat doi ani să înțelegem cum și de ce s-a întâmplat, acest lucru deschide calea spre realizarea unor structuri similare din alte materiale pe bază de proteine”.

În ultimii ani, o echipă de cercetători condusă de Zeinab Hosseinidoust, specialist în chimie și inginerie biomedicală la Fundația de Cercetare Canadiană, a făcut progrese semnificative în cercetarea fagilor. Ei au reușit să facă aceste virusuri benefice să se combine pentru a forma țesuturi microscopice vii, precum și să formeze un gel vizibil cu ochiul liber. Ceea ce deschide noi perspective pentru aplicațiile lor, în special în detectarea și combaterea infecțiilor.

Cu toate acestea, până la descoperirea recentă, a fost imposibil să se dea materialului forma și profunzimea pe care le are acum datorită pliurilor, umflăturilor și adânciturilor care seamănă cu florile. „Este vorba despre construirea în armonie cu natura”, spune Hosseinidust.  Această structură frumoasă, curbată, este omniprezentă în natură. Proprietățile mecanice, optice și biologice ale acestor structuri au inspirat inginerii timp de decenii să creeze structuri artificiale similare în speranța de a obține aceleași proprietăți”.

Acum că au inițiat o astfel de transformare și au reprodus cu succes procesul, cercetătorii sunt fascinați de eficiența cu care fagii funcționează în interacțiune colectivă, reunindu-se și luând forme diferite.

Structurile poroase ale fagilor sub formă de formațiuni florale sunt de o sută de ori mai bune la recunoașterea țintelor dispersate și difuze, chiar și în condiții dificile. Acest lucru a fost dovedit prin amestecarea fagilor cu noi enzime ADN dezvoltate de colegii lor din domeniul bolilor infecțioase și prin utilizarea acestor formațiuni florale pentru a detecta concentrații scăzute de bacterii Legionella în apa din sistemele de refrigerare comerciale.

Bacteriofagele câștigă acum popularitate ca tratamente pentru o varietate de infecții, deoarece pot fi programate să vizeze anumite bacterii fără a le afecta pe celelalte. Lucrările în acest domeniu au scăzut după introducerea penicilinei la mijlocul secolului trecut, dar pe măsură ce rezistența la antibiotice a crescut, acest lucru a dus la o scădere a eficacității medicamentelor existente, astfel încât oamenii de știință și inginerii, inclusiv cercetătorii de la McMaster, au început să își îndrepte din nou atenția către fagi.

Descoperirea unei metode care ajută fagii să se combine în forme florale ar putea îmbunătăți capacitatea acestora atât de a găsi și ucide bacteriile țintă, cât și de a menține alte microorganisme și materiale benefice.

„Natura este incredibil de puternică și inteligentă. Sarcina noastră ca ingineri este să îi înțelegem mecanismele pentru a putea utiliza astfel de procese în propriile noastre scopuri. Aplicațiile sunt nelimitate, deoarece acum putem proiecta structuri bazate pe componente biologice”, spune Hosseinidust.

Acum ne puteți urmări și pe Telegram, Facebook și Instagram pentru a fi la curent cu ultimele știri.