Ett team av biologiska ingenjörer från Johns Hopkins Applied Physics Laboratory har upptäckt ett sätt att lagra och transportera vissa typer av läkemedel vid höga temperaturer som vanligtvis kräver frysning och kylförvaring. Deras proof-of-concept-experiment har betydande konsekvenser för medicinsk tillgång i utvecklingsländerna.
För studien, publicerad online i Journal of the Royal Society Interface , laget stabiliserade och bevarade "cellfria" proteinuttrycksreagenser-levande cellkomponenter som innehåller cellmaskineriet för att producera nya proteiner. Konserveringsmetoden, utvecklad av studiens huvudförfattare, David Karig, innefattar torkning av proteinuttrycksreagensen till ett pulver i det fria. När dessa pulverformiga cellextrakt senare kombineras med vatten och specifika DNA -typer, blandningen skapar reaktioner som producerar proteiner för läkemedel eller vacciner, beroende på vilken typ av DNA som används.
Vanligtvis, de bevarade cellfria proteinuttrycksreagensen är instabila över frysningstemperaturer, gör kylförvaring till en nödvändighet, vilket i sin tur gör denna typ av behandling ohållbar i utvecklingsländer och avlägsna delar av världen. I katastrofscenarier, denna konserveringsmetod skulle kunna underlätta snabb distribution och produktion av viktiga fältvacciner.
"Vår metod tillåter proteinuttryckssystem att klara månader av värmestress under atmosfäriska förhållanden, "Karig sa." Den resulterande förmågan att effektivt producera proteiner med reagenser som enkelt kan lagras och distribueras under hårda förhållanden övervinner många av de utmaningar som är förknippade med implementering av nya terapier i avlägsna områden. "
För att demonstrera tillämpningspotentialen för deras resultat, forskarna blandade DNA med pulverformiga cellextrakt för att skapa en reaktion som producerade pyocinproteiner. Dessa proteiner bekämpar Pseudomonas aeruginosa, en vanlig antibiotikaresistent patogen som kan orsaka lunginflammation, urinvägsinfektion, mjukvävnadsinfektioner, och sepsis. Pulverformiga cellextrakt var 136 dagar gamla och hade förvarats vid 97,5 grader Fahrenheit (typisk kroppstemperatur). Enligt deras resultat, forskarna kunde producera tillräckligt med pyocinproteiner från de pulveriserade cellextrakten och DNA-blandningen för att uppnå en 100-faldig minskning av P. aeruginosa överlevnadsfraktion.
"Pyocinproduktionssystemet tillhandahåller en effektiv förstahandsbehandling för att förhindra sårinfektioner i stridsmiljöer eller andra avlägsna platser där transport av labproducerade läkemedel skulle vara omöjlig, "Sa Karig." När slutet på antibiotikaåldern närmar sig, fältbara plattformar som den vi presenterar kommer att vara ett nödvändigt nästa steg för billig lagring, leverans, och produktion av nya läkemedel. "
Forskargruppen inkluderade medförfattare Seneca Bessling, Peter Thielen, Sherry Zhang, och Joshua Wolfe.
