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工程病毒以杀死致命病原体

该研究标志着创造治疗抗生素耐药性感染的新疗法的关键一步

phage therapy

西北大学的研究人员成功地哄骗了一种致命的病原体从内到外自我毁灭。

在这项新研究中,研究人员修改了噬菌体或“噬菌体”的DNA,噬菌体是一种在细菌内部感染和复制的病毒。然后,研究小组将DNA放入铜绿假单胞菌(铜绿假单胞菌)中,铜绿假单胞菌是一种致命的细菌,对抗生素也具有高度耐药性。一旦进入细菌体内,DNA就会绕过病原体的防御机制,组装成病毒粒子,病毒粒子切开细菌的细胞杀死它。

基于对“噬菌体疗法”日益增长的兴趣,这项实验工作代表了将设计病毒设计为杀死抗生素耐药细菌的新疗法的关键一步。它还揭示了有关噬菌体内部运作的重要信息,噬菌体是一个鲜为人知的生物学领域。

该研究于今天(1月24日)发表在《微生物学光谱》杂志上。

“抗菌素耐药性有时被称为’无声的大流行’,”领导这项工作的西北大学的Erica Hartmann说。“全世界的感染人数和感染死亡人数都在增加。这是一个巨大的问题。噬菌体疗法已成为我们依赖使用抗菌剂的一种未开发的替代方案。但是,在许多方面,噬菌体是微生物学的“最后前沿”。我们对他们知之甚少。我们对噬菌体的工作原理了解得越多,我们就越有可能设计出更有效的治疗方法。我们的项目是前沿的,因为我们在设计噬菌体时实时学习噬菌体生物学。

哈特曼是一名室内微生物学家,是西北大学麦考密克工程学院的土木与环境工程副教授,也是合成生物学中心的成员。

迫切需要抗生素替代品

随着抗微生物药物使用的增加,抗菌素耐药性的增加对全球人口构成了紧迫且日益严重的威胁。根据美国疾病控制与预防中心 (CDC) 的数据,仅在美国,每年就发生近 300 万例抗菌素耐药性感染,导致超过 35,000 人死亡。

300万
美国每年的抗生素耐药性感染

日益严重的危机促使研究人员寻找抗生素的替代品,这些抗生素正在不断失去有效性。近年来,研究人员开始探索噬菌体疗法。但是,尽管存在数十亿个噬菌体,但科学家们对它们知之甚少。

“对于每一种存在的细菌,都有数十个噬菌体,”哈特曼说。“所以,地球上有大量的噬菌体,但我们只了解其中的一小部分。我们不一定有动力去真正研究它们。现在,动力就在那里,我们正在增加用于他们研究的工具数量。

无副作用的治疗

为了探索潜在的噬菌体疗法,研究人员可以精确定位或修改现有病毒,以选择性地靶向细菌感染,而不会破坏身体的其他部位。理想情况下,科学家有朝一日可以定制一种噬菌体疗法来感染特定的细菌,并设计出具有精确特征和特征的“点菜”疗法来治疗个体感染。

“噬菌体的强大之处在于它可以非常具体地使用抗生素,”哈特曼说。“例如,如果你服用抗生素治疗鼻窦感染,它会破坏你的整个胃肠道。噬菌体疗法可以设计为仅影响感染。

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新闻旨在传播有益信息,英文版原文来自 https://news.northwestern.edu/stories/2024/01/engineering-viruses-to-kill-deadly-pathogens/