분자 기계는 곰팡이 감염을 치료할 수 있습니다

[아름이]

분자 기계는 곰팡이 감염을 치료할 수 있습니다
벼 과학자들은 광활성화 나노스케일 드릴이 병원성 진균을 죽일 수 있음을 보여줍니다
날짜:
2023년 2월 1일
원천:
라이스 대학교
요약:
과학자들은 광활성 나노스케일 드릴이 병원성 진균을 죽일 수 있음을 보여줍니다.

약 70%의 사람들이 일생의 어느 시점에 걸리는 완고한 무좀 감염은 가시광선에 의해 활성화되는 나노스케일 드릴 덕분에 제거하기가 훨씬 쉬워질 수 있습니다.

어드밴스드 사이언스(Advanced Science)에 발표된 새로운 연구에 따르면 라이스 대학교 화학자 제임스 투어(James Tour)와 공동 연구자들이 개발한 분자 기계는 항생제 내성 감염성 박테리아와 암세포에 대해 효과적인 것으로 입증되었으며 감염성 진균 퇴치에도 효과적이라고 합니다.

노벨상 수상자 Bernard Feringa의 작업을 기반으로 하는 Tour 그룹의 분자 기계는 원자의 패들 모양 사슬이 가시광선에 노출될 때 한 방향으로 움직이는 나노 크기의 화합물입니다. 이로 인해 기계가 세포 표면에 구멍을 뚫어 죽일 수 있는 드릴링 동작이 발생합니다.

"Tour 박사는 이전에 탐구된 적이 없는 곰팡이도 죽일 수 있는지에 대한 질문을 제기했습니다."라고 Rice 동창이자 현재 Fundación Instituto de Investigación Sanitaria Islas의 Marie Curie 글로벌 박사후 연구원인 수석 공동 저자인 Ana Santos가 말했습니다. 스페인의 발레아레스. "우리의 연구는 실제로 이 분자들이 곰팡이에도 효과적일 수 있다는 것을 처음으로 보여주었습니다."

곰팡이 감염은 암 환자 및 이식 수혜자와 같이 면역 체계가 약화된 환자에게 특히 위협이 됩니다. 미국에서만 세균 감염을 치료하는 비용은 연간 70억 달러 이상으로 추산됩니다.

COVID-19는 상황을 더욱 악화시켰습니다. 면역억제제는 바이러스에 대한 반응으로 과도한 면역 체계로 인한 장기 장기 손상의 위험을 줄이기 위해 대유행 초기에 널리 사용되었으며, 이는 곰팡이 감염을 확산시키는 전술이었습니다.

"대유행의 첫 번째 물결의 여파로 의사들은 면역억제제의 남용으로 인해 폐렴과 같은 질병을 유발하는 일반적으로 드문 곰팡이 감염인 모균증 또는 '검은 곰팡이'의 사례가 증가하는 것을 목격하기 시작했습니다. "라고 산토스는 말했다. "우리는 약화된 면역 체계에 더 이상 부담을 주지 않는 곰팡이 감염과 싸우는 방법을 개발하고 싶고, 이러한 분자 기계가 그렇게 할 수 있는 방법이 되기를 바랍니다."

Santos는 농업에서 항진균제의 남용이 인간의 저항력에도 기여하고 있다고 말했습니다.

"이것은 우리가 이제 막 이해하기 시작한 새로운 현상입니다."라고 그녀는 말했습니다. "항진균제는 곰팡이 감염으로 인한 농작물 피해를 방지하기 위해 농업에서 사용됩니다. 그러나 농업에 사용되는 대부분의 항진균제는 인간에게도 사용됩니다. 따라서 항진균제의 남용은 원인이 되는 곰팡이뿐만 아니라 식물 질병뿐만 아니라 인간에게 해로울 수 있는 것을 포함하여 다른 균류에서도 마찬가지입니다."

대부분의 항진균제와 달리 가시광 활성화 나노 드릴에 대한 저항성 발달은 감지되지 않았습니다. 초당 200만~300만 회 회전하는 로터는 신진대사를 방해하여 곰팡이 세포를 분해합니다.

"임상에서 사용되는 항진균제는 몇 종류에 불과합니다."라고 Santos는 말했습니다. "이러한 기존의 항진균제는 일반적으로 진균 세포벽의 합성 억제, 진균 세포막 표적 또는 정상적인 진균 세포막 구조의 필수 구성 요소인 에르고스테롤 생성 억제를 포함하여 몇 가지 다른 작용 메커니즘 중 하나를 사용합니다.

"우리의 분자는 우리가 세포의 발전소, 즉 미토콘드리아라고 부르는 것을 특별히 표적으로 한다는 점에서 기존의 항진균제와 다릅니다."라고 그녀는 계속 말했습니다. 미토콘드리아는 세포 대사를 유도하는 아데노신 삼인산(ATP) 생성을 담당합니다.

"미토콘드리아를 표적으로 삼음으로써 우리 분자는 세포의 신진 대사를 방해하여 전반적인 에너지 불균형을 초래하여 물과 칼슘과 같은 이온이 세포로 통제되지 않은 흐름을 일으켜 결국 세포가 폭발하게 만듭니다."라고 Santos는 설명했습니다.

Tour는 TT 및 WF Chao 화학 교수이자 재료 과학 및 나노 공학 교수입니다. Rice 대학원생 Jacob L. Beckham은 Santos와 함께 이 연구의 공동 저자입니다.

유럽 ​​연합의 Horizon 2020 프로그램(843116), 국립 과학 재단 대학원 연구 친목 프로그램, 디스커버리 연구소, 로버트 A. 웰치 재단(C-2017-20190330) 및 DEVCOM 육군 연구소(W911NF-19-2-0269) , W911NF-18-2-0234) 연구를 지원했습니다.

출처 : https://www.sciencedaily.com/