Research press release

【医学研究】ナノサイズのかぎ爪で細菌を捕まえる

Nature Communications

Medical research: Nanoclaws snatch bacteria

ハエトリグサの葉が素早く閉じる機構から着想した新しい透析装置(血液を浄化する装置)を紹介する論文が、今週掲載される。この装置に用いられる透析材料はナノメートル単位の太さのワイヤーでできており、このワイヤーに細菌が触れると先端が曲がって鉤爪のようになり、細菌をしっかりと捕まえることができる。

感染症の患者に抗生物質を投与しても効かない場合、細菌を除去するもう1つの方法は、患者の血液を浄化することだ。この血液浄化過程では、片方の腕に注射針を刺して、体内の血液を体外に出して透析装置を通し、もう一方の腕に刺した注射針から体内に戻す。しかし、血流が速すぎるために細菌を捕獲しても透析材料の中にとどめておくことができず、血流中に戻ってしまうことがある。

今回、Tie Wangたちの研究グループは、透析材料として利用できるナノワイヤーを混ぜた発泡体を開発した。それぞれのナノワイヤーの先端には細菌を認識する検知素子がついており、このナノワイヤーが細菌に触れると、すぐに先端部分が曲がって細菌を捕獲し、血流の力に抗して細菌を保持する。

Wangたちはこの新規材料について、一般医療における有効性と安全性を評価するための臨床試験が必要なことを指摘している。

A new dialyzer (an apparatus to clean the blood) inspired by the snap-action mechanism of the Venus fly trap is presented in Nature Communications this week. The material is made of nanometre-thick wires whose tips coil up when bacteria touch them, thereby forming claws that can hold the pathogens tightly.

When antibiotics fail, actively cleaning a patient’s blood is an alternative option to get rid of an infection. In that process, physicians remove patients’ blood from the body through a needle in one arm, pass it through a cleansing device and then transfer it back to the patient through a needle in the other arm. However, the speed of the bloodstream makes it hard for the cleansing material to hold on to the captured bacteria and they can get flushed back into the blood.

Tie Wang and colleagues developed a foam, spiked with fine hairs, which can be used as a cleanser. The tip of each hair has a detecting element that recognizes bacteria. When in contact with a bacterium, the hair end quickly rolls up, thereby capturing the bacteria and protecting it from the force of the bloodstream.

The authors note that clinical studies are required to evaluate the effectiveness and safety of this new material in general healthcare.

doi: 10.1038/s41467-018-02879-9

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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