作者:劳拉·卡斯塔尼翁，东北大学 大卫·麦地那是东北大学的一名博士生，他正在利用细菌制造纳米粒子，这种纳米粒子能特别有效地杀死用来制造它们的任何类型的细胞，包括对传统抗生素有耐药性的细菌菌株
学分:马修·莫多诺/东北大学 全世界每年估计有70万人死于抗生素耐药性感染，包括大肠杆菌菌株
大肠杆菌、葡萄球菌和肺炎
如果目前的趋势继续下去，一些预测说，到2050年，每年的死亡人数可能会上升到1000万，超过所有癌症死亡人数的总和
东北大学化学工程教授托马斯·韦伯斯特说，由这些非常相似的抗生素抗性细菌制造的微小颗粒，可以取代传统抗生素，为这一迫在眉睫的危机提供解决方案
韦伯斯特和他的同事们正在用细菌制造纳米粒子，一种1到100纳米宽的金属粒子
(一根头发大约有8万纳米宽
)研究人员发现，这些纳米粒子在杀死用于制造它们的任何类型的细胞方面都特别有效，包括对传统抗生素有耐药性的细菌菌株
“这些由活生物体制造的粒子实际上比那些通过合成化学制造的粒子要好，”韦伯斯特说，他也是东北大学工程系的阿特·扎菲诺普洛斯教授
“它们可以选择性地瞄准制造它们的细菌或细胞
" 由于尺寸小，纳米粒子可以通过从外部窒息细胞或从内部破坏细胞功能来破坏细胞
最难的是确保纳米粒子只杀死它们应该杀死的细胞
“我们身体里有很多非常好的细菌，”韦伯斯特说
“你只是想杀死那些有害的生物
" 纳米粒子通常是通过化学反应合成产生的
但是通过给细菌或其他细胞喂食正确的化合物，研究人员已经能够利用细胞的内部机制来合成纳米粒子
虽然研究人员不确定为什么这些纳米粒子会专门针对其创造者，但韦伯斯特实验室的博士生大卫·麦地那表示，细菌可能将纳米粒子误认为是“友好的”
" 细菌细胞能够相互识别
他们可能会采取行动来抵制那些注册为外国的东西，但他们可以与自己的同类共存和合作
当细菌制造纳米粒子时，它们会将它们包裹在一层薄薄的蛋白质光环中
这种蛋白质层可能会让同一物种的其他细菌将它们标记为“友好的”，并让纳米粒子靠近
“天然的涂层来自细菌，”麦地那说
“他们把它拉进去，认为这是和他们相似的东西
但是后来，他们发现了一个惊喜
" 麦地那用金黄色葡萄球菌制造硒纳米粒子
当硒粒子是纳米尺寸时，它们是红色的
学分:马修·莫多诺/东北大学 由于这种欺骗，麦地那将纳米粒子称为“纳米特洛伊木马”
“而且，正如科学上经常发生的那样，这一发现是一个愉快的意外
他说，韦伯斯特实验室已经研究纳米粒子20年了，但是像大多数研究人员一样，他们是通过合成化学来制造这些纳米粒子的
“有时候在这个过程中，你不得不使用相当有毒的材料，”韦伯斯特说
当麦地那在实验室开始他的博士研究时，他想专注于更环保的方法
“通过大卫的努力，我们是这一领域为数不多的真正开拓性的实验室之一，我们称之为绿色纳米医学，在这一领域，你可以使用环境安全的材料或生物来制造纳米粒子
" 纳米粒子在医学和其他领域有许多潜在的用途，但麦地那决定看看他是否能杀死细菌
他开始培养细胞集落，混入金属盐进行处理，然后将结果纯化成纳米颗粒
然后他将这些纳米粒子与不同种类的细菌混合，看看纳米粒子是否能杀死它们
有一天，他犯了一个错误
“我真的很累，”麦地那说
“我在准备实验，我没有将纳米粒子与不同的细菌混合，而是将它们与相同的细菌混合
" 纳米粒子对他打算测试的细菌几乎没有影响，但却有效地杀死了产生它们的细菌
韦伯斯特说:“大卫发现，如果我们将耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(一种抗生素抗性葡萄球菌)编程制成纳米粒子，该纳米粒子实际上可以选择性杀死耐甲氧西林金黄色葡萄球菌。”
“我们在整个光谱中都看到了这一点
如果你取一个乳腺癌细胞，并对该细胞进行编程来制造纳米粒子，那么该纳米粒子在杀死乳腺癌细胞方面比你体内的健康细胞更具选择性
这完全出乎意料
" 这一发现已成为麦地那博士论文的中心，并可能提供一种方法来对抗不断增加的抗生素耐药性感染
研究人员也在研究使用这些方法来设计基于纳米粒子的癌症治疗
韦伯斯特说:“在这项工作中，我们所期望做的就是减少我们用来制造纳米粒子的有毒化学物质的数量。”
“但我们最终发现了一整套纳米粒子，它们实际上能更有效地完成我们希望它们完成的任务:杀死细菌或肿瘤细胞
"
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