ほとんどの慢性創傷感染症には共通点が 1 つあります。それは、通常は創床などの何らかの表面に塊として集まる多くの異なる微生物で構成されるバイオフィルムの存在です。 バイオフィルムは感染症の最大 80% に関連していると考えられており、その粘着力によりバイオフィルムと感染症を殺すのが非常に困難になります。
この医療上の課題と闘うために、テキサス工科大学健康科学センター (TTUHSC) 医学部外科の教授であるケンドラ ランボー博士などの研究者は、特定の酵素などのバイオフィルム分散剤を研究しています。酵素は微生物を誘導して、安全な保護バイオフィルムから離れ、抗生物質に対してより感受性が高くなる可能性があります。 ランボー氏の取り組みは、12月に国立衛生研究所の国立アレルギー・感染症研究所から2年間43万4,938ドルの助成金（「創傷感染におけるバイオフィルム拡散に対する細菌と宿主の反応」）を獲得し、資金面での支援を受けた。
ランボー氏の研究室は長年、バイオフィルムの研究に注力してきました。 具体的には、細菌のバイオフィルム -; および創傷感染におけるそれらの役割。 同氏は、バイオフィルムはさまざまな種類の感染症、特にその形成により傷の微生物成分が治療に非常に抵抗力を持つ慢性感染症において問題となると述べた。 ランボー博士の研究室は、創傷感染に焦点を当てることで、特定の種類の細菌（他の細菌よりも多い細菌）が傷に侵入すると、非常に多くの場合バイオフィルムを形成することを発見しました。
細菌や微生物は代謝を低下させ、ほぼ休眠状態になります。 彼らは眠りに就き、細胞外高分子物質（EPS）、つまり体を覆って保護する粘着性の物質で体を取り囲み、ただうずくまるだけです。」
Kendra Rumbaugh 博士、テキサス工科大学健康科学センター (TTUHSC) 医学部外科教授
たとえ細菌がバイオフィルム内で休眠状態になるとしても、免疫系は細菌とバイオフィルムの存在を認識しており、細菌を殺すとされるさまざまなものを生成することで反応していることが過去の研究で示されている、とランボー氏は述べた。 しかし、細菌がこのバイオフィルムに埋め込まれているため、これらの機能はどれも機能せず、炎症が長期化し、傷の治癒が阻害されます。
「細菌は傷口の閉鎖と治癒を妨げており、免疫系が細菌を殺すのは非常に困難です」とランボー氏は言う。 「基本的に同じ理由で、抗生物質がそれらを殺すことは非常に困難です。それらは休眠状態にあり、バイオフィルムに覆われているからです。」
この新たな助成金により、ランボー氏の研究室は、商業化を目的とした適切な酵素の特定に取り組むのではなく、細菌がバイオフィルムから飛散したときに細菌に何が起こるかを理解するためのツールとして特定の酵素を使用する予定だ。 彼らはまた、バイオフィルムから大量の細菌を分散させることによって宿主に生じる影響も調査したいと考えています。
ランボー氏の研究室は、バイオフィルムに存在する結合を破壊するだろうとの仮説を立て、酵素を長年研究してきた。 ランボー教授は、グリコシドヒドロラーゼと呼ばれるこれらの酵素が実際にEPSを分解し、細菌を露出させ、抗生物質で死滅させることができると信じている。
「細菌は実際には積極的に関与していないため、酵素の使用はバイオフィルムから細菌を分散させる受動的な方法であると考えられています」とランボー氏は説明した。 「私たちはEPSを破壊する酵素をそれらに当てているのですが、その後、それらは発見されます。それらはバイオフィルムの外に移動しますが、分散のプロセスを開始しているのはバクテリアではないので、私たちはそれを受動的な分散と呼んでいます。」 」
また、細菌内にさまざまなシグナル伝達経路を誘導し、細菌自体が分散を開始できる能動的な分散方法もあります。 さらに、細菌が特に傷口から拡散したときに細菌に何が起こるかについては、さまざまな特徴があります。
この助成金において、ランボー氏の研究室は、異なる化学シグナル、酵素、プロセスを使用したいくつかの受動的分散方法と能動的分散方法を比較します。 ランボー氏は調査を進めながら、拡散中に細菌に何が起こるかを解明しようとしていると述べた。 それらは宿主に対してより毒性が強くなり、より破壊的になるのでしょうか? その一方で、細菌がマウスの血流中を分散して系統的に移動する際に、宿主（この場合はマウス）に何が起こるのか、時間の経過とともに宿主がどのように反応するのかも調査する予定だ。
ランボー氏は、細菌の飛散によって遺伝子転写（DNAセグメントがRNAにコピーされるプロセス）が変化し、それが抗生物質に対する感受性に影響を及ぼすという他の研究者らの証拠もいくつかあると述べた。 したがって、彼女の研究室では、使用されている分散方法に基づいて、分散が抗生物質やその他の薬物に対する細菌の感受性を変化させ、影響を与えるかどうかも調査する予定です。
「抗生物質で彼らを殺すことができるという事実を信じているかどうかを知ることが重要です」とランボー氏は言う。 「このプロジェクトは、バイオフィルムからの細菌の拡散についての基礎的な科学的理解をさらに提供するでしょう。また、将来何らかの形で拡散を引き起こしたり、拡散を利用したりする治療法を開発する場合にも、この情報は重要であると思います。私たちは本当に理解する必要があります」 「飛散がバクテリアに何をしているのか、そして宿主に何をしているのかを正確に解明するのです。一言で言えば、それが私たちの研究の主な焦点です。」
ソース：
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#NIH #の助成金により創傷感染におけるバイオフィルムの拡散に関する研究が促進される
2024-02-21 16:38:00