Przewlekłe zapalenia w końcu pokonane?

Genialną nową technikę odkryto na Uniwersytecie Kalifornii w Berkeley. Prawdopodobnie umożliwi ona zwalczanie wielu chorób, w których biofilm bakteryjny jest odporny na antybiotyki. Mowa tutaj o chorobach takich jak cholera, zapalenie płuc, mukowiscydoza, a nawet przewlekłe zapalenie zatok.

Dzięki nowej strategii znakowania fluorescencyjnego i mikroskopu świetlnego o super rozdzielczości, badacze byli w stanie zbadać strukturę lepkich blaszek zwanych bakteryjnymi biofilmami, które sprawiają, że infekcje są tak odporne na leczenie.

Stworzyli również propozycję potencjalnych leków, jakie pozwoliłyby niejako "włamać się" do bakteryjnego środowiska i tym samym zniwelować wady antybiotyków.

 Veysel Berk i jego współpracownicy - między innymi laureat Nobla Steven Chu - opublikowali swoje odkrycia w czasopiśmie Science.

"W swoim naturalnym środowisku 99.9% bakterii żyje w grupie jako biofilmy, one zaś są powiązane z około 80% ludzkich infekcji. Dzięki nowym technikom naukowcy powiększyli obraz w taki sposób, że dostrzec już można jak biofilmy rosną z pojedynczych komórek, tworząc pokoje, a nawet całe budynki" - mówi Berk.

Wiedza ta pozwoli na burzenie owych budynków, a nawet ochronę przed ich budowaniem. Zaś samo użycie tegoż mikroskopu z metodą odkrytą przez Berka pozwoli na rozwój wielu dziedzin biologicznych.

Jak mówi Chu w swoim oświadczeniu, metoda 'super rozdzielczości' umożliwi naukowcom otrzymanie obrazu z nieocenioną ilością detali, a praca Berka utorowała drogę do nowej strategii walki z infekcjami, a także z bakteriami w przemyśle czy środowisku.

Naukowcy odkryli, że bakterie, do tej pory uważane za łatwo ujarzmialne przez antybiotyki, większość czasu żyją w koloniach lub biofilmach, które nie są już tak łatwo usuwalne - można to zrobić jedynie operacyjnie. Tworzą się one często, na przykład, przy implantach.

W zatokach czy płucach chorych na mukowiscydozę, biofilmy powodują przewlekłe zapalenia, odporne na antybiotyki.

Berk zbudował swój własny mikroskop, by studiować bakterię cholery na podstawie projektu Xiaowei Zhuang'a w 2007 roku.

Technika, którą zastosował, pozwoliła na śledzenie czterech oddzielnych cząsteczek docelowych za pomocą czterech odrębnych barwników fluorescencyjnych.

Badania pozwoliły na sformułowanie teorii, że by rozbić biofilmy bakterii, wystarczy usunąć klej białkowy, który tworzy się przy bakteriach. To powinien być cel leków antybiotykowych przyszłości.

Berk od dawna podejrzewał, że nowy mikroskop o super rozdzielczości może ujawnić nieznane struktury biofilmu. Uzyskuje on 10 razy lepszą rozdzielczość niż te standardowe - 20 zamiast 200 nanometrów, zaznaczając jedynie część obrazu w jednym czasie. Przypomina to trochę malowanie światłem. 

Naukowiec zniwelował problem oznaczania komórek barwnikami fluorescencyjnymi - zbalansował  ich ilość eliminując potrzebę wypłukiwania nadmiaru barwnika z obawy, że stworzyłoby to poświatę tła. Pomysł polega na tym, że barwimy i zachowujemy wszystkie sondy wewnątrz, podczas obrazowania, stale to wszystko monitorując. Zamiast migawek, nagrywamy cały film.