爱荷华州 AMES – 爱荷华州立大学的一个3118云顶集团小组发现，锌补充剂可能是一种廉价而有效的解毒剂，可以应对日益严重的抗菌素耐药性健康威胁，并有可能扩展当今抗生素库对抗疾病的有效性。
对抗生素产生耐药性的细菌感染对人类健康构成越来越大的威胁。美国每年有数百万人被诊断出患有抗菌药物耐药性 (AMR) 感染。根据《自然》杂志 2024 年的一份报告，预计到 2050 年，每年约有 200 万人（其中大多数年龄在 70 岁及以上）可能死于耐药感染。
抗菌素耐药性可以通过称为质粒的环状遗传物质在细菌之间传播。这种转移在数十亿微生物彼此靠近的肠道中加剧。当细菌转移 AMR 基因时，它们可以转移对多种药物的耐药性。
“这意味着一个人甚至在接受抗生素之前就可能出现耐药性感染，”爱荷华州立大学分子微生物学副教授 Melha Mellata 表示。 “停止质粒转移可能会显着减缓 AMR 基因的传播。”
在一项基于实验室的实验中，与 Mellata 合作的学生通过将锌溶液应用于暴露于含有多重耐药质粒的禽致病性大肠杆菌的正常人类肠道细菌，能够显着减少携带 AMR 的质粒的转移。他们利用现成的锌补充剂创造了锌配方。
他们的3118云顶集团结果于本月发表于应用和环境微生物学，正在激发广泛的兴趣。这篇文章的主要作者 Logan Ott 今年夏天完成了微生物学博士学位。
这个想法源于 Mellata 和 Ott 给本科生的一项作业，灵感来自她最近的3118云顶集团，该3118云顶集团发现短链脂肪酸可以降低细菌的抗菌素耐药性。为了找出其他膳食化合物是否可以产生类似的效果，Mellata 和 Ott 要求学生们确定一份待调查的清单。
学生们各自进行了背景3118云顶集团，并选择了感兴趣的膳食补充剂进行3118云顶集团，目的是寻找对肠道细菌之间质粒转移的潜在影响。他们对各种化合物进行了数百次测试。生物化学专业的高级优等生克洛伊·史密斯 (Chloe Smith) 提议评估锌。不久之后，她发现补充锌的测试板上的细菌菌落急剧下降。该小组尝试了更多的反应，并意识到她正在做某件事。
“这就像大海捞针一样，”梅拉塔说，“但她找到了！”
团队用不同的锌浓度重新进行测试，并深入分析可能发生的情况。锌不一定是最有可能产生这种结果的补充剂。其他人的一些早期3118云顶集团表明，类似的元件可能会产生相反的效果，并增强负责质粒转移的基因。
Ott 和 Smith 也发现了这一总体趋势，但细菌之间的质粒转移仍然显着减少。经过更多3118云顶集团，3118云顶集团小组发现质粒转移基因的表达受到锌的影响，从而扰乱了传播过程。
虽然较高剂量的锌显示出最大的影响，但较低浓度也会减少质粒转移。 “这一发现也很重要，”梅拉塔说，“因为在较低浓度下，预计锌对肠道中的有益细菌的影响最小。”
3118云顶集团人员强调，下一步需要对活体动物模型进行进一步3118云顶集团，以验证他们的发现。
奥特今年将在丹佛大学开始担任博士后3118云顶集团助理职位，他称赞史密斯“在整个项目中进行了非常结构化、深思熟虑的工作，包括评估实验方法和分析数据。”
史密斯说这个项目非常令人兴奋，并激发了她毕业后进入医学院的兴趣。与此同时，她正在 Mellata 实验室从事新3118云顶集团。
“这项重要的工作反映了两年的时间，通过许多步骤将所有这些整合在一起并解决一个复杂的难题，”梅拉塔说。 “这要归功于那些优秀、热情的学生，他们不断提问和回答问题。”
该项目的资金包括美国农业部 Hatch 对农业与生命科学学院的支持、美国农业部国家食品与农业3118云顶集团所和国家科学基金会的3118云顶集团生3118云顶集团支持，以及ISU 荣誉本科3118云顶集团计划授予。
联系人
Melha Mellata，食品科学和人类营养系/跨部门微生物学计划，515-294-9220，mmellata@iastate.edu
Logan Ott，食品科学和人类营养系/跨部门微生物学计划，ott@iastate.edu。
Ann Y. Robinson，农业和生命科学通讯，515-294-3066，ayr@iastate.edu