分子机器可以治疗真菌感染

由于可见光激活的纳米级钻头，估计有 70% 的人在他们生命中的某个时刻会感染顽固的脚气，这可能会变得更容易摆脱。

根据发表在 Advanced Science上的一项新研究，由莱斯大学化学家James Tour和合作者开发的分子机器被证明对抗生素耐药的传染性细菌 和癌细胞有效，在对抗传染性真菌方面同样出色。

基于诺贝尔奖获得者 Bernard Feringa的工作，Tour 小组的分子机器是纳米级化合物，其桨状原子链在暴露于可见光时沿单一方向移动。这会导致钻孔运动，使机器能够钻入细胞表面，杀死它们。

“博士。图尔提出了一个问题，即它们是否也可以杀死以前从未被探索过的真菌，”主要合著者安娜·桑托斯说，她是大米校友，目前是西班牙巴利阿里群岛卫生研究所玛丽·居里全球博士后研究员. “我们的研究首次表明，这些分子确实也可以有效对抗真菌。”

真菌感染对免疫系统较弱的患者构成特别威胁，例如癌症患者和移植接受者。仅在，治疗细菌感染的费用估计每年就超过 70 亿美元。

桑托斯说，在农业中过度使用抗真菌剂也会导致人类产生耐药性。

“这是一种我们才刚刚开始理解的新兴现象，”她说。“农业中使用抗真菌剂来对抗真菌感染对农作物造成的损害。然而，大多数用于农业的抗真菌药物也用于人类。因此，过度使用抗真菌剂不仅会导致引起植物病害的真菌产生耐药性，还会导致其他真菌产生耐药性，包括那些可能对人类有害的真菌。”

与大多数抗真菌剂相比，未检测到对可见光激活的纳米级钻头产生耐药性。它们的转子以每秒 2-3 百万次的速度旋转，扰乱真菌细胞的新陈代谢，从而导致真菌细胞分解。

“临床使用的抗真菌药只有几类，”桑托斯说。“这些传统的抗真菌药通常采用几种不同的作用机制之一，包括抑制真菌细胞壁的合成、靶向真菌细胞膜或抑制麦角甾醇的产生，麦角甾醇是正常真菌细胞膜结构的必需成分。

“我们的分子不同于传统的抗真菌药物，因为它们专门针对我们所说的细胞动力源，即线粒体，”她继续说道。线粒体负责产生驱动细胞新陈代谢的三磷酸腺苷或 ATP。

“通过靶向线粒体，我们的分子破坏了细胞的新陈代谢，导致整体能量失衡，导致水和钙等离子不受控制地流入细胞，最终导致细胞爆炸，”桑托斯解释说。

Tour 是 TT 和 WF Chao 的化学教授和材料科学与纳米工程教授。莱斯大学研究生雅各布·L·贝克汉姆与桑托斯是该研究的主要合著者。