Er is een polymeer ontwikkeld dat antibiotica-resistente bacteriën doodt

Het probleem van bacteriën en antibiotica bestaat al lang en de enige manier om pathogene micro-organismen te bestrijden is de ontwikkeling van nieuwe soorten antibiotica. Maar na verloop van tijd, soms zelfs heel kort, na de introductie van een nieuw antibioticum, begint het plotseling zijn effectiviteit te verliezen doordat bacteriën muteren en resistent worden tegen de effecten ervan. Recenter hebben onderzoekers van IBM Research een nieuwe methode ontdekt om pathogene micro-organismen te bestrijden die geen antibiotica vereist en waarmee zelfs extreem hardnekkige bacteriën, zoals methicilline-resistente Staphylococcus aureus (MRSA), kunnen worden aangepakt. Interessant is dat deze methode een bijwerking is geworden van de ontwikkeling van nieuwe technologieën voor de productie van halfgeleiders.

Chemische wetenschappers van IBM Research in Almaden, Californië, werken aan de ontwikkeling van een nieuwe methode voor het etsen van microscopisch kleine structuren op siliciumsubstraten. Deze methode zou nauwkeuriger kunnen zijn dan de technologieën die momenteel in de elektronica-industrie worden gebruikt. Tijdens hun onderzoek ontwikkelden ze nieuwe materialen waarvan de deeltjes, wanneer ze elektrisch geladen worden, samenklonteren tot polymeren die het siliciumoppervlak beschermen tegen het etsmiddel.

Nadat de materialen waren gevonden en de technologie werkte zoals verwacht, voerden wetenschappers aanvullend onderzoek uit om te achterhalen of deze materialen elders gebruikt konden worden. Het resultaat was wat men een killerpolymeer noemde. Wanneer deeltjes van dit materiaal in een vloeibaar medium, water of bloed, worden gebracht, assembleren ze zichzelf tot biocompatibele nanostructuren die door elektrostatische krachten worden aangetrokken door geïnfecteerde cellen met hun eigen potentieel. Zodra het polymeer een geïnfecteerde cel bereikt, dringt het door, beïnvloedt de ziekteverwekker en ontleedt, waarbij onschadelijke stoffen achterblijven. Volgens de beschikbare informatie heeft deze methode voor het bestrijden van infectieziekten geen bijwerkingen en hopen zich geen schadelijke stoffen op in het lichaam.

"Het mechanisme waarmee deze dodelijke polymeren werken, verschilt fundamenteel van het mechanisme waarmee een antibioticum werkt", zegt Jim Hedrick, chemicus bij IBM Research. "Het polymeer werkt meer als het immuunsysteem van het lichaam. Het polymeer destabiliseert het membraan van het micro-organisme, dat vervolgens eenvoudigweg uiteenvalt, en de producten van het polymeer en het micro-organisme worden op natuurlijke wijze uitgescheiden. De micro-organismen hebben geen kans om resistentie te ontwikkelen tegen deze werkingswijze."

Naast de bestrijding van ziekteverwekkers direct in het menselijk lichaam, zullen nieuwe polymeermaterialen brede toepassing vinden waar steriliteit en remming van de groei van allerlei micro-organismen vereist zijn. Dit omvat de productie van diverse soorten spatels en schrapers voor voedingsmiddelen, het verpakken en vervangen van niet erg bruikbare antibacteriële middelen in bijvoorbeeld tandpasta en mondwater.

Onderzoekers van IBM Research werken momenteel aan de verdere ontwikkeling van de op polymeren gebaseerde technologie om ziekteverwekkers te bestrijden en zijn op zoek naar een partnerbedrijf om de technologie op de markt te brengen.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]