Een nieuw van vorm veranderend polymeer kan de Helicobacter pylori-bacteriën in de maag als doelwit hebben en doden zonder nuttige bacteriën in de darm te doden. Een dergelijke behandeling zou de spijsvertering kunnen verbeteren van miljarden mensen wereldwijd die H. pylori-infecties oplopen.

Het antimicrobiële middel verandert in een bacteriële perforator in de zure omgeving van de maag en keert terug naar een amorf, inactieve structuur wanneer het de hogere pH-omgeving van de dunne darm bereikt.

Onderzoekers van de Universiteit van Illinois en medewerkers in China en van Vanderbilt University publiceerden hun bevindingen in de Proceedings van de National Academy of Sciences . De studieleiders waren professoren uit Illinois, Jianjun Cheng, een Hans Thurnauer hoogleraar Materials Science and Engineering, en Lin-Feng Chen, een professor in de biochemie.

H. pylori infecteert het maagslijmvlies en is een belangrijke oorzaak van maagzweren, gastritis en maagkanker.

"Vijftig procent van de wereldbevolking zal tijdens zijn leven H. pylori-infecties krijgen, " zei Cheng. "Het is een enorme markt die verbeterde oplossingen nodig heeft, vooral in ontwikkelingslanden. Ons conformatie-schakelbare polypeptide is de enige therapie die tot nu toe is gerapporteerd en die deze bacterie kan doden bij een specifiek pH-bereik."

De standaardbehandeling voor H. pylori-infecties vereist een cocktail van verschillende antibiotica en een middel om de zuurgraad in de maag te verminderen, zodat de antibiotica kunnen werken. Dit heeft de ongelukkige bijwerking dat 65 tot 80 procent van de andere bacteriën in het spijsverteringskanaal wordt gedood, Cheng zei - bacteriën die cruciaal zijn voor het behoud van een gezonde spijsvertering, opname van voedingsstoffen en het immuunsysteem.

Cheng's groep ontwikkelde eerder korte eiwitketens die in een spiraalvormige spiraal draaien, ze een stijve geven, staafachtige structuur die gaten door bacteriële membranen kan slaan - een methode van doden waartegen bacteriën weinig vermogen hebben om resistentie te ontwikkelen. Met een paar eenvoudige wijzigingen aan de zijketens die uit de polymeerruggengraat vertakken, de onderzoekers waren in staat om een ​​vormveranderende versie van het perforatiemiddel te maken.

Wanneer in het pH-bereik in de meeste lichaamsweefsels, de eiwitten zijn vormloos en slap, niet door celmembranen kunnen dringen. Maar bij zure pH is de maag, ze krullen op in de spiraalvormige staafstructuren, waardoor gericht doden van H. pylori.

"Dit is een heel eenvoudige oplossing voor deze ziekte, " zei Cheng. "Deze materialen worden therapeutisch effectief in de maag, maar zodra ze naar de dunne darm gaan - waar je veel goede bacteriën hebt - is de pH neutraal of licht basisch en verliezen de materialen snel hun rigide structuur. Daarna worden ze uit het lichaam uitgescheiden."

De onderzoekers testten het medicijn op muizen met H. pylori-infecties van verschillende cellijnen, en ontdekte dat het medicijn effectief was tegen de H. pylori met behoud van populaties van gezonde darmbacteriën. Omdat de maag van een muis een iets hogere pH heeft dan de maag van de mens, de onderzoekers geloven dat het nog effectiever zal zijn bij de grotere zuurgraad van de menselijke maag, zei Chen.

De onderzoekers voeren tests uit in grote diermodellen als volgende stap naar studies bij mensen. Ze hebben een patent verkregen en werken eraan om het middel ook op de markt te brengen.

"Traditionele behandeling omvat ingewikkelde medicijnontwerpen en combinaties. Dit medicijn is heel gemakkelijk te produceren en op te schalen. Het is gewoon een polymeer - een polypeptideketen met aminozuurbouwstenen - en het is biologisch afbreekbaar, ' zei Chen.