Klickbara antimikrobiella ytor
- Diarienummer
- FID22-0053
- Projektledare
- Berglin, Mattias
- Start- och slutdatum
- 230801-280731
- Beviljat belopp
- 2 500 000 kr
- Förvaltande organisation
- RISE Research Institutes of Sweden AB, Borås
- Forskningsområde
- Bioteknik, medicinsk teknik och teknik för livsvetenskaperna
Summary
I vår pågående forskning har vi visat att en ny grupp av antimikrobiella peptider (AMP) kan kovalent bindas in till ytor med bibehållen bioaktivitet som påverkar bakteriecellens utseende och tillväxt. Dessa små (3-6 aminosyror långa), adaptiva, syntetiska peptiderna är stabila och inte cytotoxiska vilket gör de lämpliga för biomaterialtillämpningar. I projektet kommer AMP med förbättrad kemisk struktur för ökad antibakteriell effekt syntetiseras. Strukturen kommer baseras på resultat från nya metoder som inte kräver inmärkning av peptiderna för att kvantifiera deras strukturella påverkan på bakteriers cellmembran. Samtidigt kommer stressrespons hos bakterier att mätas med molekylärbiologiska metoder, vilket kan ge svar på vilka försvarsmekanismer bakterieceller använder sig av när dom utsätts för AMP. En flexibel materialplattform baserat på klick-kemi kommer tas fram för att kunna tillverka AMP funktionaliserade ytbeläggningar på industriell skala. Antibakteriell funktion kommer sedan studeras med tidsupplöst mikroskopering kopplat med avancerat bildbehandling och deep-learning. Lovande ytbeläggningar kommer sedan studeras i ex/in-vivo infektionsmodeller. Kunskap genererad i det här projektet kommer underlätta utvecklandet av en ny typ av antimikrobiella material för klinisk användning som inte leder till ökad antibiotikaresistens i vården.
Populärvetenskaplig beskrivning
Antibiotikaresistens orsakar miljontals dödsfall årligen. En skrämmande hög siffra som beräknas öka kraftigt de närmaste årtiondena. Att motverka spridning av antibiotikaresistens är därför en av vår tids största globala utmaningar. Att utveckla nya antibiotika tar lång tid, oftast hinner resistensen sprida sig innan en ny behandling finns på plats. Nya metoder för att bekämpa infektioner i sjukvård och som samtidigt inte sprider resistens har därför hög prioritet. I det här projektet kommer vi fortsätta vår forskning runt antimikrobiella peptider. Dessa peptider förstör bakteriecellernas membran, vilket leder till att cellen inte klarar att dela sig och dör. Detta liknar ett av de försvarssystem som kroppen har för att motverka infektion. Till skillnad mot våra kroppsegna peptider är de peptider som ska användas i projektet små, stabila, mycket mer aktiva och kan bindas in till ytan på ett material utan att förlora sin antibakteriella effekt. Det är svårt för bakterier att skapa resistens mot substanser som angriper deras cellmembran. Dessutom förhindrar man även att peptiderna sprids till miljön genom att binda in dom till en yta. Kunskapen som skapas i projektet kommer att underlätta utveckling av en ny sorts antimikrobiella material för klinisk användning och som inte leder till ökad antibiotikaresistens i vården. För att nå dit behöver vi ta fram nya metoder för att bättre kunna studera hur peptider binder in och stör cellmembranet hos bakterier. Med den informationen kommer vi syntetisera ett antal peptider med förbättrad kemisk struktur för att uppnå hög antibakteriell aktivitet mot olika typer av bakterier. En flexibel materialplattform baserat på klick-kemi kommer tas fram för att kunna tillverka ytbeläggningar på industriell skala där peptiden sitter bunden på ett sätt som optimerar antibakteriell effekt. Antibakteriell funktion kommer sedan studeras med tidsupplöst mikroskopering kopplat med avancerat bildbehandling och deep-learning. Lovande ytbeläggningar kommer sedan studeras i ex/in-vivo infektionsmodeller. Förutom minimerad risk för spridning av resistens kommer denna typ av antimikrobiella material leda till färre sjukhusbesök, bättre livskvalitet för patienten och minska kostnaderna för vård.