IBM Researchの科学者は、シンガポールバイオエンジニアリングおよびナノテクノロジー研究所と共同で、真菌感染症に致命的であると同時に哺乳動物細胞に低毒性のポリエチレンテレフタレートをベースにしたポリマーを合成しました 。 ポリエチレンテレフタレート（PET）は、安価で一般的な材料であり、通常のプラスチックボトルが作られています。
ほとんどの抗生物質や抗真菌薬とは異なり、ポリマーは真菌細胞に浸透せず、その代謝を破壊しますが、細胞膜を破壊します。 これにより、薬物に耐性のある感染症を発症することは不可能です-病原性細菌と真菌がほぼすべての毒に適応し、抗生物質に耐性のある新しい形態を形成すると、新しい薬物は文字通り細胞をばらばらにします。 さらに、体の細胞にほとんど影響を与えることなく、選択的に作用します。
実験室での試験中に、真菌のコロニーは11回連続してほぼ完全に破壊され、低用量の薬剤で処理され、その後回復しました。薬剤耐性の発生の兆候は検出されませんでした。 同時に、このような6回の繰り返しの後にすでに広まっている抗真菌薬フルコナゾールは有効性を失いました。
新薬がポリマー、つまり繰り返しフラグメントからなる原子の長い鎖であるという事実は、その有効性にとって非常に重要です-細胞膜を破壊する薬剤は単独では作用しませんが、一緒にすると、ポリマー鎖と膜との接触点で局所濃度が非常に高くなります、溶液中の物質の平均濃度は非常に小さいです。
新しい抗真菌剤の有効性と安全性をテストするために、ラットに関する一連の実験が行われました。 ラットは、院内感染を引き起こすことが多い真菌の一種であるカンジダアルビカンスに感染しており、多くの抗真菌薬に耐性があり、病気や自然免疫を低下または抑制する医療処置後に深刻な合併症を引き起こす可能性があります。 ラットでは、角膜の感染症である真菌性角膜炎が誘発されました。これは、コンタクトレンズを装着したときによく起こります。
角膜細胞はほとんど手付かずのままであったが、テストは、真菌の薬剤耐性の形態でさえ、新しいポリマーの高い効率を示しました。 血球は薬物に対してもほとんど反応しませんでしたが、血球の破壊は細胞膜に作用するほとんどの薬物にとってかなり典型的な副作用です。
治療前後のC. albicansのコロニー。 右側には、破壊された細胞膜の残骸があります。
IBMが最近開発した別の高分子抗生物質も同様に機能します。 また、細胞膜を破壊し、抗生物質耐性黄色ブドウ球菌に対して効果的です。 米国だけでもこの感染により、年間約18,000人が死亡しています。 この多様なバクテリアは、ペニシリンの発見以来続いている抗生物質とバクテリアの「軍拡競争」の条件の下で進化しました-それは、ほとんどすべての既知の抗菌薬に鈍感です。
興味深いことに、新しい抗菌性ポリマーの合成に使用される技術と技術は、マイクロ回路の製造におけるIBMの経験に基づいています。 細胞膜を効果的に破壊することができる材料は、原子スケールでマイクロ回路の基板をエッチングする技術の研究中に得られました。 IBM Researchは現在、ナノ医療の分野で本格的な研究プログラムを用意しています。 科学者たちは、抗生物質耐性感染の広がりが拡大しているため、一部の研究者は抗生物質が機能しなくなった世界の終末論的な絵を描いているため、そのような薬には未来があると考えています。
新しい抗真菌性ポリマーに関する記事が、今年12月9日にNature Communications誌に掲載されました。