研究人员开发了一种方法,使挽救生命的噬菌体易于获取,可运输且更容易使用

【字体: 时间:2024年07月15日 来源:AAAS

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  研究人员已经开发出一种简单的方法,使临床医生更容易接触到噬菌体治疗,以挽救患有抗微生物药物耐药性感染的患者。这项技术可以在不到两小时的时间内对数百甚至数千个噬菌体进行分类,以确定哪些噬菌体会对特定的感染做出反应。

  

噬菌体的巨大潜力在于,它们通常在抗生素失效的情况下自然地摧毁细菌。

然而,到目前为止,还没有办法快速有效地获得这些药物,特别是在抗生素耐药性感染的紧急情况下。

麦克马斯特大学的研究人员与拉瓦尔大学的一位同事合作,开发了一种简单的新方法来存储、识别和共享噬菌体,使需要它们的患者更容易获得它们。

麦克马斯特大学化学工程师、加拿大噬菌体生物工程研究主席Zeinab Hosseinidoust说:“噬菌体经常被认为是希望的灯塔,但它们比传统抗生素更难使用,因为它们的种类太多了。”

今天发表在《自然通讯》杂志上的一篇论文描述了该研究小组的工作。

噬菌体是一种有益的病毒,可以改变医学和农业的进程,尤其是在全球抗生素耐药性日益增长的情况下。

每种形式的噬菌体都是专门攻击一种特定形式的细菌,而不是其他形式的细菌,这使得噬菌体能够专门针对感染,而不影响有益细菌。

利用噬菌体巨大潜力的一个主要挑战是如何更容易、更快速地获取噬菌体。

“我们没有噬菌体的中央库,当我们需要使用它们时可以参考。目前,我们在研究实验室和私人诊所等地方只有分散的噬菌体地方图书馆,”Hosseinidoust说。“让这一切更具挑战性的是,我们一直依靠与100多年前我们的前辈首次发现噬菌体时相同的基本工具和费力的实验室技术来处理和筛选噬菌体。”

使这些关键障碍更加严重的是,活噬菌体必须悬浮在小瓶液体中并冷藏或冷冻,这使得储存变得繁琐,并阻碍了噬菌体收集物的有效运输和共享。

研究人员通过开发一种干存储平台克服了这些障碍,该平台在他们的用户友好的新系统中起着主要作用,可以快速将特定感染与可以阻止它们的噬菌体匹配起来。

噬菌体是天然、安全、有效的。它们是地球上最常见的生物,存在于我们的身体和环境的各个角落,但它们的潜在益处仍在显现。

即使在今天,科学家们也只发现了噬菌体所有特性的一小部分。

开发噬菌体潜能的工作在20世纪40年代和50年代显著放缓,当时青霉素成为控制感染的焦点,尤其是在西方。尽管噬菌体继续在中欧和东欧进行研究和应用,但由于抗生素的作用在几代人的过度使用后正在减弱,全球对噬菌体的兴趣再次增长。

新系统的核心是一种新型的药丸状介质,它储存噬菌体而不需要冷藏,并将它们与一种介质结合起来,当噬菌体对目标感染做出反应时,这种介质会产生可见的辉光。

使用这种介质,研究人员可以在一个平装书大小的便携式测试托盘上装载数百甚至数千个噬菌体样本,以同时检查通常是紧急搜索的匹配。

这项新技术使噬菌体能够在室温下储存数月,直到需要它们时,将生物库和测试实验室结合在一个小包装中。

用户只需将目标细菌的样本添加到预加载的孔板的每个孔中,30分钟到两个小时后就可以看到任何阳性结果。

加拿大纳米生物材料研究主席、机械工程师Tohid Didar说:“当诊所或医院面临紧急情况时,如果能够快速进入这种便携式测试实验室,就会使今天的事情变得更快、更有秩序,因为它们经常被迫不顾一切地呼吁候选噬菌体进行测试,以寻找可能的用途。”

Didar和Hosseinidoust实验室的博士后研究员Fereshteh Bayat把这项技术的概念作为她的博士项目。

“我一直想做一些对人们的生活有积极影响的事情。”“看到这一切成为现实是非常令人满足的。”

麦克马斯特大学的研究人员与魁北克市拉瓦尔大学的Sylvain Moineau博士合作,该大学拥有世界上最大的参考噬菌体生物库,他们的麦克马斯特大学同事Carlos Filipe是生物分子稳定方面的专家。

研究人员说,这项新技术还将使噬菌体更容易用于农业等非医疗应用,以控制动物和植物感染。他们正在寻找合作伙伴,以开发广泛使用的技术。

“如果一切都像我们预期的那样向商业应用迈进,这可能会彻底改变我们将噬菌体用于不同目的的方式。”

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