Improving on natureAntimicrobial pe

Improving on nature

Antimicrobial peptides, produced by all living organisms as part of their immune defenses, kill microbes in several different ways. First, they poke holes in the invaders' cell membranes. Once inside, they can disrupt several cellular targets, including DNA, RNA, and proteins.

These peptides also have another critical ability that sets them apart from traditional antibiotics: They can recruit the host's immune system, summoning cells called leukocytes that secrete chemicals that help kill the invading microbes.

Scientists have been working for several years to try to adapt these peptides as alternatives to antibiotics, as bacteria become resistant to existing drugs. Naturally occurring peptides can be composed of 20 different amino acids, so there is a great deal of possible variation in their sequences.

"You can tailor their sequences in such a way that you can tune them for specific functions," de la Fuente says. "We have the computational power to try to generate therapeutics that can make it to the clinic and have an impact on society."

In this study, the researchers began with a naturally occurring antimicrobial peptide called clavanin-A, which was originally isolated from a marine animal known as a tunicate. The original form of the peptide kills many types of bacteria, but the researchers decided to try to engineer it to make it even more effective.

Antimicrobial peptides have a positively charged region that allows them to poke through bacterial cell membranes, and a hydrophobic stretch that enables interaction with and translocation into membranes. The researchers decided to add a sequence of five amino acids that would make the peptides even more hydrophobic, in hopes that it would improve their killing ability.

This new peptide, which they called clavanin-MO, was very potent against many bacterial strains. In tests in mice, the researchers found that it could kill strains of Escherichia coli and Staphylococcus aureus that are resistant to most antibiotics.

Suppressing sepsis

Another key advantage of these peptides is that while they recruit immune cells to combat the infection, they also suppress the overactive inflammatory response that can cause sepsis, a life threatening condition.

"In this single molecule, you have a synthetic peptide that can kill microbes -- both susceptible and drug-resistant -- and at the same time can act as an anti-inflammatory mediator and enhance protective immunity," de la Fuente says.

The researchers also found that these peptides can destroy certain biofilms, which are thin layers of bacterial cells that form on surfaces. That raises the possibility of using them to treat infections caused by biofilms, such as the Pseudomonas aeruginosa infections that often affect the lungs of cystic fibrosis patients. Or, they could be embedded into surfaces such as tabletops to make them resistant to microbial growth.

Other possible applications for these peptides include antimicrobial coatings for catheters, or ointments that could be used to treat skin infections caused by Staphylococcus aureus or other bacteria.

If these peptides are developed for therapeutic use, the researchers anticipate that they could be used either in stand-alone therapy or together with traditional antibiotics, which would make it more difficult for bacteria to evolve drug resistance. The researchers are now investigating what makes the engineered peptides more effective than the naturally occurring ones, with hopes of making them even better.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

การปรับปรุงธรรมชาติเปปไทด์ต้านจุลชีพ ผลิต โดยสิ่งมีชีวิตทั้งหมดเป็นส่วนหนึ่งของการป้องกันภูมิคุ้มกัน ฆ่าจุลินทรีย์ด้วยวิธีต่าง ๆ ครั้งแรก พวกเขาสะกิดรูในเยื่อหุ้มเซลล์ของผู้รุกราน เมื่อภายใน พวกเขาสามารถทำลายเป้าหมายหลายโทรศัพท์มือถือ รวม ทั้ง DNA, RNA โปรตีนเปปไทด์เหล่านี้ยังมีอีกความสามารถสำคัญที่ทำให้แตกต่างจากยาปฏิชีวนะแบบดั้งเดิม: พวกเขาสามารถเกณฑ์ระบบภูมิคุ้มกันของโฮสต์ เรียกเซลล์ที่เรียกว่าเม็ดเลือดขาวที่หลั่งสารเคมีที่ช่วยในการฆ่าจุลินทรีย์ที่บุกรุกได้นักวิทยาศาสตร์ได้ทำงานหลายปีเพื่อพยายามปรับเปปไทด์เหล่านี้เป็นทางเลือกสำหรับยาปฏิชีวนะ เป็นแบคทีเรียกลายเป็นทนต่อยาที่มีอยู่ ธรรมชาติเปปไทด์ที่เกิดขึ้นสามารถประกอบด้วยกรดอะมิโนแตกต่างกัน 20 เพื่อให้มีการจัดการดีของการเปลี่ยนแปลงเป็นไปในลำดับของพวกเขาฟูเอนเตเดลากล่าวว่า "คุณสามารถปรับลำดับของพวกเขาในลักษณะที่คุณสามารถปรับเฉพาะฟังก์ชัน "เรามีกำลังการคำนวณเพื่อสร้างบำบัดที่สามารถทำให้คลินิก และมีผลต่อสังคม"ในการศึกษานี้ นักวิจัยเริ่ม ด้วยเปปไทด์ต้านจุลชีพเกิดขึ้นตามธรรมชาติที่เรียกว่า clavanin A ซึ่งเป็นสิ่งที่แยกจากสัตว์ทะเลที่เรียกว่ายูโรคอร์ดาตาเดิม แบบเดิมของเปปไทด์ช่วยฆ่าเชื้อแบคทีเรียหลายชนิด แต่นักวิจัยตัดสินใจพยายามวิศวกรเพื่อให้มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้นเปปไทด์ต้านจุลชีพมีภูมิภาคมีประจุบวกที่ทำให้สะกิดผ่านเยื่อหุ้มเซลล์แบคทีเรีย และยืดเหนียวเหนอะหนะที่ช่วยให้การโต้ตอบกับและการสับเปลี่ยนเข้าไปในเยื่อหุ้ม นักวิจัยตัดสินใจที่จะเพิ่มลำดับของกรดอะมิโนห้าที่จะทำให้เปปไทด์ยิ่งเหนียวเหนอะหนะ หวังว่า จะปรับปรุงความสามารถในการฆ่านี้ใหม่เปปไทด์ ซึ่งพวกเขาเรียกว่า clavanin MO มีศักยภาพมากกับสายพันธุ์แบคทีเรียจำนวนมาก ในการทดสอบในหนู นักวิจัยพบว่า มันสามารถฆ่าสายพันธุ์ Escherichia coli และหมอเทศข้างลาย Staphylococcus ที่มีความทนทานต่อยาปฏิชีวนะมากที่สุดลด sepsisอีกประโยชน์ที่สำคัญของเปปไทด์เหล่านี้คือ ว่า ในขณะที่พวกเขารับสมัครเซลล์ภูมิคุ้มกันเพื่อต่อสู้กับการติดเชื้อ พวกเขายังระงับการอักเสบธัยตอบสนองที่อาจทำให้เกิด sepsis ชีวิตคุกคามสภาพ"ในโมเลกุลเดี่ยวนี้ คุณมีเปปไทด์สังเคราะห์ที่สามารถฆ่าจุลินทรีย์ - ทั้งอ่อนแอ และ ดื้อยา - และในเวลาเดียวกันสามารถ ทำหน้าที่เป็นคนกลางการต้านการอักเสบ และเสริมสร้างภูมิคุ้มกันป้องกัน, " ฟูเอนเตเดลากล่าวว่านักวิจัยยังพบว่า เปปไทด์เหล่านี้สามารถทำลายบางไบโอฟิล์มที่ ซึ่งเป็นชั้นบาง ๆ ของเซลล์แบคทีเรียบนพื้นผิวที่ ที่เพิ่มโอกาสของการใช้พวกเขาในการรักษาติดเชื้อเกิดจากไบโอฟิล์มที่ เช่นการติดเชื้อ Pseudomonas aeruginosa ที่มักจะมีผลต่อปอดของผู้ป่วยโรคปอดเรื้อรัง หรือ พวกเขาสามารถฝังลงในพื้นผิวเช่นโต๊ะเพื่อให้ทนต่อการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์อื่น ๆ เป็นไปได้สำหรับเปปไทด์เหล่านี้รวมถึงการเคลือบต้านจุลชีพสำหรับสวน หรือขี้ผึ้งที่สามารถนำมาใช้ในการรักษาติดเชื้อผิวหนังที่เกิดจากหมอเทศข้างลาย Staphylococcus หรือแบคทีเรียอื่น ๆถ้าเปปไทด์เหล่านี้จะพัฒนาสำหรับใช้รักษาโรค นักวิจัยคาดการณ์ว่า พวกเขาสามารถใช้ ในการบำบัดแบบสแตนด์อโลน หรือร่วม กับยา ปฏิชีวนะแบบดั้งเดิม ซึ่งจะทำให้มันยากขึ้นสำหรับการพัฒนายาต้านแบคทีเรีย นักวิจัยขณะนี้กำลังตรวจสอบสิ่งที่ทำให้เปปไทด์วิศวกรรมที่มีประสิทธิภาพมากกว่าคนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ มีความหวังทำให้พวกเขายิ่งขึ้น

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การปรับปรุงในลักษณะ

เปปไทด์ต้านจุลชีพที่ผลิตโดยสิ่งมีชีวิตทั้งหมดเป็นส่วนหนึ่งของการป้องกันภูมิคุ้มกันของพวกเขาฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ในรูปแบบที่แตกต่างกันหลาย ครั้งแรกพวกเขากระตุ้นหลุมในรุกราน 'เยื่อหุ้มเซลล์ เมื่อภายในพวกเขาสามารถทำลายเป้าหมายโทรศัพท์มือถือหลายแห่งรวมถึงดีเอ็นเออาร์เอ็นเอและโปรตีน

เปปไทด์เหล่านี้ยังมีความสามารถที่สำคัญอีกที่กำหนดพวกเขานอกเหนือจากการใช้ยาปฏิชีวนะแบบดั้งเดิม: พวกเขาสามารถรับสมัครระบบภูมิคุ้มกันของโฮสต์เรียกเซลล์เม็ดเลือดขาวที่เรียกว่าที่หลั่งสารเคมีที่ช่วยฆ่าจุลินทรีย์ที่บุกรุก

นักวิทยาศาสตร์ได้รับการทำงานเป็นเวลาหลายปีเพื่อพยายามที่จะปรับตัวเข้ากับเปปไทด์เหล่านี้เป็นทางเลือกในการใช้ยาปฏิชีวนะเช่นแบคทีเรียกลายเป็นทนกับยาเสพติดที่มีอยู่ เปปไทด์ธรรมชาติที่เกิดขึ้นจะประกอบด้วย 20 กรดอะมิโนที่แตกต่างกันเพื่อให้มีการจัดการที่ดีของการเปลี่ยนแปลงที่เป็นไปได้ในลำดับของพวกเขา

"คุณสามารถปรับแต่งลำดับของพวกเขาในลักษณะที่คุณสามารถปรับแต่งพวกเขาสำหรับการทำงานที่เฉพาะเจาะจงเป็น" de la Fuente กล่าวว่า "เรามีอำนาจในการคำนวณเพื่อพยายามที่จะสร้างการบำบัดที่สามารถทำให้มันไปที่คลินิกและมีผลกระทบต่อสังคม."

ในการศึกษานี้นักวิจัยเริ่มต้นด้วยเปปไทด์ต้านจุลชีพธรรมชาติที่เกิดขึ้นเรียกว่า clavanin-A ซึ่งถูกแยกออกจากเดิมเป็นสัตว์ทะเลที่รู้จักในฐานะ tunicate รูปแบบเดิมของเปปไทด์ฆ่าหลายชนิดของเชื้อแบคทีเรีย แต่นักวิจัยจึงตัดสินใจที่จะพยายามที่จะวิศวกรมันเพื่อให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น

เปปไทด์ต้านจุลชีพมีภูมิภาคประจุบวกที่ช่วยให้พวกเขาที่จะกระตุ้นผ่านเยื่อหุ้มเซลล์แบคทีเรียและยืดไม่ชอบน้ำที่ช่วยให้การทำงานร่วมกันและการโยกย้ายเข้าไปในเนื้อเยื่อ นักวิจัยได้ตัดสินใจที่จะเพิ่มลำดับของห้ากรดอะมิโนที่จะทำให้เปปไทด์แม้จะไม่ชอบน้ำมากขึ้นในความหวังว่ามันจะปรับปรุงความสามารถในการฆ่าของพวกเขา

นี้เปปไทด์ใหม่ซึ่งพวกเขาเรียกว่า clavanin-MO เป็นที่มีศักยภาพมากกับสายพันธุ์ของเชื้อแบคทีเรียหลาย ในการทดสอบในหนูนักวิจัยพบว่ามันสามารถฆ่าสายพันธุ์ของเชื้อ Escherichia coli และ Staphylococcus aureus ที่ดื้อต่อยาปฏิชีวนะมากที่สุด

ปราบปรามการติดเชื้อ

อีกประโยชน์ที่สำคัญของเปปไทด์เหล่านี้ก็คือว่าในขณะที่พวกเขารับสมัครเซลล์ภูมิคุ้มกันที่จะต่อสู้กับการติดเชื้อที่พวกเขายังปราบปรามการตอบสนองการอักเสบที่โอ้อวดที่สามารถทำให้เกิดการติดเชื้อสภาพเป็นอันตรายต่อชีวิต

"ในโมเลกุลเดียวนี้คุณมีเปปไทด์สังเคราะห์ที่สามารถฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ - ทั้งอ่อนแอและดื้อยา - และในเวลาเดียวกันสามารถทำหน้าที่เป็นคนกลางต้านการอักเสบและเสริมสร้างภูมิคุ้มกันป้องกัน" de la Fuente กล่าวว่า

นักวิจัยยังพบว่าเปปไทด์เหล่านี้สามารถทำลายแผ่นชีวะบางอย่างซึ่งเป็นชั้นบาง ๆ ของเซลล์แบคทีเรียที่ก่อให้เกิดบนพื้นผิว ที่เพิ่มความเป็นไปได้ของการใช้พวกเขาเพื่อรักษาโรคติดเชื้อที่เกิดจากแผ่นชีวะเช่นการติดเชื้อ Pseudomonas aeruginosa ที่มักจะส่งผลกระทบต่อปอดของผู้ป่วยโรคปอดเรื้อรังที่ หรือพวกเขาอาจจะฝังลงในพื้นผิวเช่นโต๊ะเพื่อให้ทนต่อการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์

การใช้งานที่เป็นไปได้อื่น ๆ สำหรับเปปไทด์เหล่านี้รวมถึงการเคลือบยาต้านจุลชีพสำหรับสวนหรือขี้ผึ้งที่สามารถนำมาใช้ในการรักษาโรคผิวหนังที่เกิดจาก Staphylococcus aureus หรือแบคทีเรียอื่น ๆ

หากเปปไทด์เหล่านี้จะถูกพัฒนาขึ้นเพื่อใช้ในการรักษานักวิจัยคาดหวังว่าพวกเขาจะถูกนำมาใช้อย่างใดอย่างหนึ่งในการรักษาแบบสแตนด์อะโลนหรือร่วมกับยาปฏิชีวนะแบบดั้งเดิมซึ่งจะทำให้มันเป็นเรื่องยากมากขึ้นสำหรับแบคทีเรียที่จะพัฒนาความต้านทานต่อยาเสพติด นักวิจัยกำลังตรวจสอบสิ่งที่ทำให้เปปไทด์การออกแบบมีประสิทธิภาพมากขึ้นกว่าคนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติมีความหวังว่าจะทำให้พวกเขาได้ดียิ่งขึ้น

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การปรับปรุงเกี่ยวกับธรรมชาติเปปไทด์ต้านจุลชีพที่ผลิตจากสิ่งมีชีวิตเป็นส่วนหนึ่งของระบบภูมิคุ้มกันป้องกันฆ่าจุลินทรีย์ได้หลายวิธีที่แตกต่างกัน ครั้งแรก , พวกเขาจัดการผู้บุกรุก ' เยื่อหุ้มเซลล์ เมื่อเข้าไปข้างใน พวกเขาสามารถรบกวนหลายเซลล์เป้าหมาย ได้แก่ โปรตีน ดีเอ็นเอ อาร์เอ็นเอ และ .เปปไทด์เหล่านี้ยังมีความสามารถอีกอย่างที่ชุดมันนอกเหนือจากยาปฏิชีวนะแบบดั้งเดิม : พวกเขาสามารถรับสมัคร ระบบภูมิคุ้มกันของโฮสต์ , เรียกที่เรียกว่าเซลล์เม็ดเลือดขาวที่หลั่งสารเคมีที่ช่วยในการฆ่า การบุกรุกจุลินทรีย์นักวิทยาศาสตร์ได้ทำงานหลายปีพยายามที่จะปรับตัว เปปไทด์เหล่านี้เป็นทางเลือกยาปฏิชีวนะ เป็นแบคทีเรียกลายเป็นทนต่อยาที่มีอยู่ เกิดขึ้นตามธรรมชาติ เปปไทด์ สามารถประกอบด้วยกรดอะมิโน 20 ที่แตกต่างกัน จึงมีการจัดการที่ดีของรูปแบบได้ในลำดับของพวกเขา" คุณสามารถปรับลำดับของพวกเขาในวิธีที่คุณสามารถปรับแต่งพวกเขาสำหรับการทำงานที่เฉพาะเจาะจง " de la Fuente กล่าว . " เรามีพลังในการคำนวณเพื่อพยายามที่จะสร้างการรักษาที่สามารถให้กับคลินิกและมีผลกระทบต่อสังคม”ในการศึกษานี้ นักวิจัยเริ่มต้นด้วยยาต้านจุลชีพตามธรรมชาติ เรียกว่า clavanin-a เปปไทด์ ซึ่งแต่เดิม ที่แยกจากสัตว์ทะเลที่เรียกว่าเพรียงหัวหอม . รูปแบบเดิมของเปปไทด์ฆ่าแบคทีเรียได้หลายชนิด แต่นักวิจัยวิศวกรตัดสินใจที่จะพยายามให้มันยิ่งขึ้นเปปไทด์ต้านจุลชีพมีประจุบวกในภูมิภาคที่ช่วยให้พวกเขาเพื่อกระตุ้นผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ของแบคทีเรียและยืด ) ที่ช่วยให้มีปฏิสัมพันธ์กับและการเคลื่อนย้ายเข้าไปในเยื่อ นักวิจัยได้ตัดสินใจที่จะเพิ่มลำดับ 5 ของกรดอะมิโนเปปไทด์ที่ทำให้แม้แต่ ) มากขึ้น ในความหวังว่ามันจะเพิ่มความสามารถในการฆ่าพวกเขาเปปไทด์นี้ใหม่ ซึ่งพวกเขาเรียกว่า clavanin โม มากจากสายพันธุ์แบคทีเรียที่มีศักยภาพมาก ในการทดสอบในหนูทดลอง นักวิจัยยังพบว่ามันสามารถฆ่าเชื้อ Escherichia coli และ Staphylococcus aureus ที่ดื้อยาปฏิชีวนะมากที่สุดต้องปราบปรามอีกประโยชน์ที่สำคัญของเปปไทด์เหล่านี้ก็คือว่าในขณะที่พวกเขารับสมัครเซลล์ภูมิคุ้มกันเพื่อต่อสู้กับการติดเชื้อ นอกจากนี้ยังยับยั้งการตอบสนองการอักเสบที่เป็นสาเหตุที่โอ้อวดในการคุกคามชีวิตเงื่อนไข" โมเลกุลเดี่ยวนี้คุณมีสังเคราะห์เปปไทด์ที่สามารถฆ่าจุลินทรีย์ -- ทั้งไวและดื้อยา . . . และในเวลาเดียวกันสามารถทำหน้าที่เป็นคนกลางที่ต้านการอักเสบและเสริมสร้างภูมิคุ้มกันป้องกัน " de la Fuente กล่าวนักวิจัยยังพบว่าเปปไทด์เหล่านี้สามารถทำลายบางไบโอฟิล์ม ซึ่งเป็นชั้นบางของแบคทีเรียเซลล์ที่ฟอร์มบนพื้นผิว ที่เพิ่มความเป็นไปได้ของการใช้พวกเขาเพื่อรักษาเชื้อเกิดจากไบโอฟิล์ม เช่น Pseudomonas aeruginosa การติดเชื้อที่มักจะมีผลต่อปอดของผู้ป่วย cystic fibrosis . หรือพวกเขาอาจจะถูกฝังลงในพื้นผิว เช่น โต๊ะ เพื่อให้ป้องกันการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์การใช้งานที่เป็นไปได้อื่น ๆสำหรับเปปไทด์เหล่านี้รวมถึงสารเคลือบต่อต้านจุลินทรีย์เพื่อสายสวนหรือขี้ผึ้งที่อาจจะใช้ในการรักษาผิวอักเสบที่เกิดจากเชื้อ Staphylococcus aureus หรือแบคทีเรียอื่น ๆถ้าสารเหล่านี้ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อใช้ในการรักษา นักวิจัยคาดหวังว่าพวกเขาสามารถใช้ในการรักษาแบบสแตนด์อโลนหรือร่วมกับยาปฏิชีวนะแบบดั้งเดิมซึ่งจะทำให้มันยากมากขึ้นสำหรับแบคทีเรียที่จะพัฒนายา นักวิจัยกำลังตรวจสอบสิ่งที่ทำให้การออกแบบเปปไทด์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นกว่าที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติอยู่ด้วยความหวังที่ทำให้พวกเขาได้ดียิ่งขึ้น