Een team van biologische ingenieurs van het Johns Hopkins Applied Physics Laboratory heeft een manier ontdekt om bepaalde soorten medicijnen die normaal gesproken moeten worden ingevroren en gekoeld, bij hoge temperaturen op te slaan en te vervoeren. Hun proof-of-concept-experiment heeft belangrijke implicaties voor medische toegang in de derde wereld.

Voor de studie, online gepubliceerd in de Tijdschrift van de Royal Society Interface , het team stabiliseerde en bewaarde "celvrije" eiwitexpressiereagentia - levende celcomponenten die de cellulaire machinerie bevatten om nieuwe eiwitten te produceren. De conserveringsmethode, ontwikkeld door de hoofdauteur van de studie, David Karig, omvat het drogen van de eiwitexpressiereagentia tot een poeder in de open lucht. Wanneer deze celextracten in poedervorm later worden gecombineerd met water en specifieke DNA-types, het mengsel creëert reacties die eiwitten produceren voor therapieën of vaccins, afhankelijk van welk type DNA wordt gebruikt.

Typisch, de geconserveerde celvrije eiwitexpressiereagentia zijn onstabiel boven vriestemperaturen, koude opslag een noodzaak maken, wat op zijn beurt dit soort behandeling onhoudbaar maakt in ontwikkelingslanden en afgelegen delen van de wereld. In rampscenario's, deze conserveringsmethode zou een snelle distributie en productie van belangrijke veldvaccins kunnen vergemakkelijken.

"Onze methode stelt eiwitexpressiesystemen in staat om maandenlange hittestress onder atmosferische omstandigheden te weerstaan, " zei Karig. "Het resulterende vermogen om efficiënt eiwitten te produceren met reagentia die gemakkelijk kunnen worden opgeslagen en gedistribueerd onder zware omstandigheden, overwint veel van de uitdagingen die gepaard gaan met de implementatie van nieuwe therapieën in afgelegen gebieden."

Om het toepassingspotentieel van hun bevindingen aan te tonen, de onderzoekers vermengden DNA met de poedervormige celextracten om een ​​reactie te creëren die pyocine-eiwitten produceerde. Deze eiwitten bestrijden Pseudomonas aeruginosa, een veel voorkomende antibioticaresistente ziekteverwekker die longontsteking kan veroorzaken, urineweginfecties, weke delen infecties, en sepsis. De celextracten in poedervorm waren 136 dagen oud en waren bewaard bij 97,5 graden Fahrenheit (typische lichaamstemperatuur). Volgens hun bevindingen de onderzoekers waren in staat om uit de poedervormige celextracten en het DNA-mengsel voldoende pyocine-eiwitten te produceren om een ​​100-voudige reductie in de overlevingsfractie van P. aeruginosa te bereiken.

"Het pyocineproductiesysteem biedt een effectieve eerstelijnsbehandeling om wondinfecties te voorkomen in gevechtsomgevingen of andere afgelegen locaties waar transport van in het laboratorium geproduceerde therapieën onhaalbaar zou zijn, " zei Karig. "Nu het einde van het antibioticatijdperk nadert, bruikbare platforms zoals degene die we presenteren, zullen een noodzakelijke volgende stap zijn voor goedkope opslag, levering, en productie van nieuwe medicijnen."

Het onderzoeksteam omvatte co-auteurs Seneca Bessling, Peter Thielen, Sherry Zhang, en Joshua Wolfe.