細菌を殺すことができるポリマーとは

日付：2023 年12月22日

情報ソース：　テキサス A&M 大学

概要：科学者たちは、抗生物質耐性を誘発せずに細菌を殺すことができる新しいポリマーファミリーを作成しました。

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これは、大腸菌やMRSA（メチシリン耐性黄色ブドウ球菌）などのスーパーバグと闘うための重要な一歩です。

抗生物質耐性菌は公衆衛生に対する脅威として急速に増大しています。

米国疾病予防管理センターによると、毎年280万件以上の感染を引き起こしています。

新しい抗生物質がなければ、一般的な怪我や感染症であっても死に至る可能性があります。

テキサスA&M大学が主導する共同研究により、微生物の膜を破壊することで抗生物質耐性を誘発せずに細菌を殺すことができる新しいポリマーファミリーが開発されたことで、科学者たちは現在、その脅威の排除に一歩近づいています。

「私たちが合成した新しいポリマーは、細菌が耐性を獲得しないと思われるメカニズムを通じて機能する抗菌分子を提供することで、将来的に抗生物質耐性との戦いに役立つ可能性があります。」

と米国科学アカデミー紀要 (PNAS) に 12 月 11 日に掲載さた研究の主任研究者である化学科助教授のクエンティン・ミショーデル博士は述べました。

有機化学と高分子科学の境界を研究しているミショーデル博士の研究室は、『アクアメット』と呼ばれる慎重に選択された分子を使用して、何度もつなぎ合わせて同じ荷電モチーフの繰り返しで構成された大きな分子を形成するために正極に帯電した分子を慎重に設計することで、新しいポリマーを合成することができました。

ミショーデル博士によれば、この触媒は高濃度の電荷に耐えうる必要があり、また、水溶性である必要があるため、この触媒が重要であることが判明しました。彼は、この種のプロセスでは珍しい特徴だと説明しています。

成功を収めた後、ミショーデル博士の研究室は、マサチューセッツ大学アマースト校のジェシカ・シフマン博士のグループと協力して、2つの主要なタイプの抗生物質耐性細菌である、大腸菌と黄色ブドウ球菌（MRSA）に対するポリマーの試験を行いました。

これらの結果を待つ間、研究者らはヒトの赤血球に対するポリマーの毒性もテストしました。

「抗菌ポリマーに共通する問題は、細胞膜を標的とした場合に、細菌とヒト細胞の間の選択性が欠如していることです。」

とミショーデル博士は説明しました。

「鍵となるのは、細菌の増殖を効果的に阻害することと、数種類の細胞を無差別に殺すこととの間で適切なバランスをとることです。」

ミショーデル博士は、彼のチームが分子集合のための完璧な触媒を決定することに成功した要因として、科学革新の学際的な性質とテキサスA&M キャンパス、および全米各地の研究者が献身的、かつ寛大に研究を行っていたことだと考えています。

「このプロジェクトは数年かけて進められたもので、マサチューセッツ大学の協力者に加えて、いくつかのグループの協力がなければ不可能でした。」

とミショーデル博士は述べました。

「例えば、ポリマーの長さを測定するために、いくつかのサンプルをバージニア大学のレッテリ研究所に発送する必要がありましたが、そのためには国内のほとんどの研究所が持っていない機器を使用する必要がありました。私たちはまた、ここテキサスA&M大学の生化学博士号候補のネイサン・ウィリアムズ氏やジャン・フィリップ・ペロワ博士が赤血球に対する毒性の評価において専門知識を提供してくれたことにも非常に感謝しています。」

ミショーデル博士は、研究チームは今後、生体内アッセイに移る前に、細菌に対するポリマーの活性、特に細菌細胞とヒト細胞に対する選択性の改善に焦点を当てると述べました。

「私たちは、そのワクワクするような目標を念頭に置き、さまざまなアナログを合成しているところです。」

と彼は述べました。

この研究は主に、国立総合医科学研究所を通じてミショーデル国立衛生研究所最大化研究者研究賞 (MIRA) から資金提供を受けました。

【以下のリンクより引用】

Polymers that can kill bacteria

Sciencedaily

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