Enganerende bacteriële blaasjes gemaakt om antimicrobiële resistentie te bestrijden

Bacteriën zijn alomtegenwoordige microscopische organismen die in staat zijn tot een snelle groei. Terwijl nuttige stammen zoals melkzuurbacteriën (LAB) de gezondheid van de darm en het behoud van de dutjes bevorderen, kunnen pathogene bacteriën zoals Escherichia coli en Staphylococcus aureus ernstige infecties veroorzaken. Deze schadelijke microben produceren toxines en enzymen die de gezondheid in gevaar brengen en, in toenemende mate, weerstand tegen conventionele antibiotica vertonen.

In de afgelopen jaren hebben wetenschappers alternatieve benaderingen onderzocht om pathogene bacteriën aan te pakken. Onder hen zijn endolysines – enzymen die bacteriële celwanden afbreken – naar voren gekomen als krachtige hulpmiddelen. Deze eiwitten, vaak afgeleid van bacteriofagen of ontworpen microben, bieden specificiteit bij het richten van pathogenen. Hun wijdverbreide gebruik wordt echter beperkt door uitdagingen zoals hoge productiekosten, instabiliteit tijdens opslag of bloedsomloop en gevoeligheid voor enzymatische afbraak.

Om deze onderzoekskloof aan te pakken, hebben onderzoekers van de Pusan ​​National University, Korea hun aandacht gevestigd op extracellulaire blaasjes (EV’s)-membraangebonden nanodeeltjes die worden vrijgegeven door cellen die biologisch actieve moleculen zoals eiwitten of nucleïnezuren transporteren. Ze ontwikkelden EV’s afgeleid van laboratorium om pathogeen-specifieke endolysines op hun oppervlak te dragen.

Hun bevindingen werden gepubliceerd in de Chemical Engineering Journal Op 15 mei, 2025. Het onderzoek schetst de ontdekking en toepassing van een nieuw oppervlakte-displaying-eiwit gevonden op EV’s van lacticaseibacillus paracasei.

In hun studie kwamen de wetenschappers aanvankelijk L. paracasei (LP) (LP)-een stam van laboratoriumbacteriën in het laboratorium en verzamelden vervolgens de EV’s via high-speed centrifugatie- en isolatietechnieken. Vervolgens werd de fractie van eiwitten gebonden aan EV’s onderworpen aan een uitgebreide proteomische analyse. Tijdens verdere experimenten om de functies van eiwitten in kaart te brengen met behulp van geavanceerde bioinformatica-tools, identificeerde het team 13 oppervlakte-displaying-eiwitten (SDP’s) geassocieerd met EV’s afgeleid van LP.

Explaining the significance of the present study, Prof. Kim says, “To date, no SDPs from the EVs of LAB species have been characterized. Now, for the first time, our group has identified a novel SDP named LP-SDP3 from the extracellular vesicles of L. paracasei. Additionally, we observed homologous proteins to SDP3 in E. coli and other LAB strains, with the SDP function conserved across these species”.

Geïnspireerd door hun bevindingen, gingen de onderzoekers nog een stap verder en namen ze plyf307 op_Sq-8ceen endolysine die specifiek gericht is op S. aureus-bacteriën, in EV’s met LP-SDP3. Opmerkelijk is dat deze EV’s PlyF307 weergeven_Sq-8c Via het LP-SDP3-eiwit kan Selectief gericht zijn op S. aureus. Bovendien waren deze gemanipuleerde EV’s resistent tegen veranderingen in temperatuur en pH en induceerden geen antimicrobiële resistentie, met behoud van een vergelijkbaar veiligheidsprofiel in vergelijking met gezuiverd plyF307_Sq-8c Endolysin.

“Engineered EV’s afgeleid van het lab kunnen worden geproduceerd op een grootschalige en vermindert de behoefte aan dure eiwitzuiveringstechnologieën”, merkt Prof. Kim op. “In 5 tot 10 jaar kan dit onderzoek helpen de manier te hervormen waarop we infecties behandelen, voedsel behouden en biologische therapieën produceren – weggooien van antibiotica in de richting van veilige, slimme en duurzame bio -engineered alternatieven.”

Samengevat kan de identificatie van LP-SDP3-eiwit en het gebruik ervan bij het ontwikkelen van een nieuw, veilig en efficiënt EV-gebaseerd platform het landschap van antibacteriële therapieën transformeren.