Uma equipe de engenheiros biológicos do Laboratório de Física Aplicada da Johns Hopkins descobriu uma maneira de armazenar e transportar em altas temperaturas certos tipos de medicamentos que normalmente requerem congelamento e armazenamento refrigerado. Seu experimento de prova de conceito tem implicações significativas para o acesso médico no mundo em desenvolvimento.
Para o estudo, publicado online no Interface do Jornal da Royal Society , a equipe estabilizou e preservou reagentes de expressão de proteínas "livres de células" - componentes de células vivas que contêm a maquinaria celular para produzir novas proteínas. O método de preservação, desenvolvido pelo autor principal do estudo, David Karig, envolve a secagem dos reagentes de expressão da proteína em um pó ao ar livre. Quando esses extratos de células em pó são posteriormente combinados com água e tipos específicos de DNA, a mistura cria reações que produzem proteínas para terapêuticas ou vacinas, dependendo do tipo de DNA usado.
Tipicamente, os reagentes de expressão de proteínas livres de células preservados são instáveis acima das temperaturas de congelamento, tornando o armazenamento refrigerado uma necessidade, o que, por sua vez, torna esse tipo de tratamento insustentável nos países em desenvolvimento e em partes remotas do mundo. Em cenários de desastre, este método de preservação pode facilitar a rápida distribuição e produção de importantes vacinas de campo.
"Nosso método permite que os sistemas de expressão de proteínas resistam a meses de estresse térmico sob condições atmosféricas, "Karig disse." A capacidade resultante de produzir proteínas com eficiência com reagentes que podem ser facilmente armazenados e distribuídos em condições adversas supera muitos dos desafios associados à implementação de novas terapêuticas em áreas remotas. "
Para demonstrar o potencial de aplicação de suas descobertas, os pesquisadores misturaram o DNA com os extratos de células em pó para criar uma reação que produziu proteínas piocina. Essas proteínas combatem Pseudomonas aeruginosa, um patógeno comum resistente a antibióticos que pode causar pneumonia, infecções do trato urinário, infecções de tecidos moles, e sepse. Os extratos de células em pó tinham 136 dias de idade e foram armazenados a 97,5 graus Fahrenheit (temperatura corporal típica). De acordo com suas descobertas, os pesquisadores foram capazes de produzir proteínas de piocina suficientes a partir dos extratos de células em pó e da mistura de DNA para atingir uma redução de 100 vezes na fração de sobrevivência da P. aeruginosa.
"O sistema de produção de piocina fornece um tratamento de primeira linha eficaz para prevenir infecções de feridas em ambientes de combate ou outros locais remotos onde o transporte de produtos terapêuticos produzidos em laboratório seria inviável, "Karig disse." À medida que o fim da era dos antibióticos se aproxima, plataformas fieldable como a que apresentamos serão uma próxima etapa necessária para armazenamento de baixo custo, Entrega, e produção de novos medicamentos. "
A equipe de pesquisa incluiu co-autores Seneca Bessling, Peter Thielen, Sherry Zhang, e Joshua Wolfe.
