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Science子刊:联合使用蓝光和植物化学物香芹酚可触发细菌特异性光毒反应,可杀死一系列耐多药细菌

2021-01-13 09:53:53生物谷
核心提示:耐多药细菌(multidrug-resistant, MDR)是一个紧迫的卫生保健挑战。开发抗生素的替代物是对抗耐多药细菌感染的首要任务之一。

耐多药细菌(multidrug-resistant, MDR)是一个紧迫的卫生保健挑战。开发抗生素的替代物是对抗耐多药细菌感染的首要任务之一。

在一项新的研究中,来自美国哈佛医学院和中国上海交通大学医学院的研究人员报道,两种天然存在的非抗生素方式---蓝光和植物化学物香芹酚(carvacrol)---协同杀灭一系列细菌,包括它们的浮游生物形式、成熟的生物膜(biofilm)形式和存留菌(persister)形式,无论这些形式的抗生素敏感性如何,都是如此。相关研究结果发表在2021年1月6日的Science Translational Medicine期刊上,论文标题为“Bacteria-specific phototoxic reactions triggered by blue light and phytochemical carvacrol”。

这种联合疗法而不是单一治疗完全或实质性地治愈了全厚度小鼠三度烧伤伤口遭受的已建立的生物膜相关的鲍曼不动杆菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌感染和这些细菌的急性感染,并将小鼠从致命的铜绿假单胞菌皮肤伤口感染中解救出来。

这种联合疗法在30分钟内减少细菌菌落形成单位高达7.5 log10,并且在共同培养的哺乳动物细胞存活、伤口愈合或宿主DNA方面产生的不良事件很少。机理研究表明香芹酚被光催化氧化成一系列光活性底物,这些底物在相同的蓝光下发生光解或额外的光敏化反应,形成两个彼此相互作用的自氧化循环,从而导致细胞毒性活性氧的强劲产生。相比于哺乳动物细胞,这种光毒反应仅发生在细菌中,由蓝光激发细菌中大量产生的内源性卟啉类分子启动。此外,在连续20次传代后,没有细菌对这种联合疗法产生抗性。这种高度选择性的光毒性反应赋予了对抗日益严重的耐多药细菌威胁的独特策略。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Min Lu et al. Bacteria-specific phototoxic reactions triggered by blue light and phytochemical carvacrol. Science Translational Medicine, 2021, doi:10.1126/scitranslmed.aba3571.

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