Insektenprotein blockiert bakterielle Infektionen

Ein Protein, das Flöhen ihre Sprungkraft verleiht, wurde verwendet, um Bakterienzellen auszurotten. Laborergebnisse belegen, dass das Material das Potenzial hat, Infektionen durch medizinische Implantate zu verhindern. Die von Forschern der RMIT University in Australien geleitete Gemeinschaftsstudie ist der erste gemeldete Einsatz von antibakteriellen Beschichtungen aus Resilin-mimetischen Proteinen, um Bakterien vollständig daran zu hindern, sich an einer Oberfläche festzusetzen. Die Hauptautorin der Studie, Professor Namita Roy Choudhury, sagte, die Entdeckung sei ein entscheidender Schritt in Richtung ihres Ziels, intelligente Oberflächen zu schaffen, die das Wachstum gefährlicher Bakterien, insbesondere antibiotikaresistenter Bakterien wie MRSA, auf medizinischen Implantaten verhindern. „Diese Arbeit zeigt, wie diese Beschichtungen so angepasst werden können, dass sie Bakterien effektiv bekämpfen – und das nicht nur kurzfristig, sondern möglicherweise über einen langen Zeitraum“, sagt er. sagte sie. Trotz Sterilisation und Infektionskontrolle werden nach einer Operation häufig Bakterien auf Implantaten gefunden. Diese können zu Infektionen führen, die Antibiotika erfordern. Da jedoch Antibiotikaresistenzen immer häufiger auftreten, sind neue vorbeugende Maßnahmen erforderlich. „Antibiotikaresistenz hat zu einem größeren Interesse am Bereich selbststerilisierender Materialien und der einfachen Vorbereitung antibakterieller Oberflächen geführt“, sagt er. sagte Choudhury. „Deshalb haben wir diese Oberfläche so konzipiert, dass sie die anfängliche Anhaftung von Bakterien und die Bildung von Biofilmen vollständig verhindert, um die Infektionsraten zu senken.“ Choudhury sagte, mögliche Anwendungen könnten Sprühbeschichtungen für chirurgische Instrumente, medizinische Implantate, Katheter und Wundverbände umfassen. Resilin, ein in Insekten vorkommendes Protein, ist für seine bemerkenswerte Elastizität bekannt – es ermöglicht Flöhen, in Mikrosekunden mehr als das Hundertfache ihrer eigenen Körpergröße zu springen –, ist aber auch äußerst widerstandsfähig und biokompatibel. „Diese außergewöhnlichen Eigenschaften und die ungiftige Natur machen Resilin und Resilin-mimetische Proteine ​​ideal für viele Anwendungen, die flexible, langlebige Materialien und Beschichtungen erfordern“, sagte er. sagte Choudhury. „Diese Anwendungen reichen von Tissue Engineering und Medikamentenverabreichung bis hin zu flexibler Elektronik und Sportgeräten, aber dies ist die erste veröffentlichte Arbeit über seine Leistung als antibakterielle Beschichtung.“ Das Team erstellte mehrere Beschichtungsformen aus veränderten Formen von Resilin und testete dann deren Wechselwirkungen mit E. coli-Bakterien und menschlichen Hautzellen unter Laborbedingungen. Die Studie zeigte, dass die veränderten Proteine ​​in Nanotröpfchenform, sogenannte Koazervate, die Bakterien zu 100 % wirksam abwehrten und sich dennoch gut in gesunde menschliche Zellen integrieren ließen, ein entscheidender Faktor für den Erfolg medizinischer Implantate. Der Hauptautor der Studie vom RMIT, Dr. Nisal Wanasingha, sagte, dass die Nanotröpfchen aufgrund ihrer großen Oberfläche besonders gut in der Lage seien, mit Bakterien zu interagieren und diese abzuwehren. „Sobald sie in Kontakt kommen, interagiert die Beschichtung durch elektrostatische Kräfte mit den negativ geladenen Bakterienzellmembranen, stört deren Integrität, was zum Austreten von Zellinhalten und schließlich zum Zelltod führt“, sagt er. sagte er.