分子机器在耐抗生素细菌上钻洞杀死它们

光激活分子机器已经被创造出来，作为一种广谱“抗生素”，机械地破坏细菌细胞膜。虽然这项研究目前处于早期临床前阶段，但初步的体内研究令人鼓舞。

现代抗生素在20世纪被发现后，彻底改变了医学，但多年的滥用现在意味着抗生素耐药性是人类面临的主要挑战之一．“尽管有超过100种抗生素可用，但今天一个人可能会死于细菌感染，而这种感染在过去可以用抗生素治疗，”他解释说安娜桑托斯来自IdISBA-Fundación de Investigación西班牙巴利亚雷斯岛卫生中心。

许多抗生素与细菌细胞膜结合，引发一系列化学事件，最终破坏细胞内的基本过程。然而，由于这一识别步骤仅依赖于少数受体，细菌能够通过修饰或抛弃某些膜蛋白来进化出耐药性。

分子马达是一种可以通过与特定波长的光(通常是紫外线)相互作用而围绕双键旋转的机器。光激活的非侵入性使分子马达成为一种有吸引力的治疗工具，特别是作为传统的耐药治疗癌症和细菌感染的替代品，但对破坏性紫外线辐射的需求限制了其临床应用。

Santos和其他研究人员詹姆斯旅行在美国莱斯大学和东东刘他现在已经开发了一系列蓝光激活的分子机器，通过机械破坏细胞膜表现出快速作用和广谱抗菌活性。带正电的分子马达被选择性地吸引到带负电的细菌细胞膜上，并在光照下钻到细胞膜上，让内容物泄漏出来。桑托斯说:“细菌很难对这种作用机制产生耐药性，因为它有很多非特异性的靶标。”

该团队热衷于在体内研究这种疗法，并将其应用于蠕虫感染的烧伤伤口。所有未经治疗的蠕虫在感染后6天内死亡，没有被蓝光照射的蠕虫也是如此。然而，在分子机器治疗7天后，接受治疗的蠕虫中有60%仍然活着。“这很有趣……但很难相信这对细菌来说是完全选择性的。”我想知道这是否会成为这项工作的挑战。大卫春天来自剑桥大学的合成化学生物学家。“但如果你有很多死细胞，比如烧伤伤口，那么细胞膜被破坏就没关系了……所以也许这可以作为一种局部抗菌药物。”

哺乳动物毒性研究揭示了一个很小但可行的治疗窗口。改善这一窗口将是未来工作需要解决的关键挑战之一，要求马达在不损害健康身体组织的情况下对细菌细胞表现出更大的选择性。但即使在这个早期阶段，这项研究也带来了希望。“抗菌素耐药性是一个非常重要的问题，新颖的方法总是受欢迎的，”Spring说。

桑托斯说，这项工作在现阶段只是一个概念验证，但希望它能成为“对抗抗生素耐药性的新箭”。

更正:刘东东的隶属关系于2022年6月29日更新