在2001年的”美洲炭疽”襲擊中，致癌孢子被郵寄給新聞機構和國會議員，至少有22人患病，5人死亡。時至今日，研究人員同樣還在對付這種細菌的抗生素耐葯變體，這也是一個日益令人擔憂的問題。現在，一個團隊已經在創建一種可能在不使用抗生素的情況下治療小鼠感染的療法方面取得了進展，正如今天（2022年9月14日）《ACS傳染病》雜誌上所報道的那樣。
炭疽桿菌是一種革蘭氏陽性的桿狀細菌，通過接觸其孢子，無論是通過攝入、吸入或皮膚割傷，都可能導致炭疽感染。炭疽感染可導致呼吸困難、皮膚潰爛，甚至導致死亡。儘管存在針對炭疽病的抗生素，但隨着時間的推移，對這些藥物的抗性可能會發生。
這種粘有抗體碎片的工程酶可以分解炭疽桿菌的膠囊，使免疫系統能夠進行反擊。資料來源：ACS感染性疾病，DOI: 10.1021/acsinfecdis.2c00227
炭疽桿菌的一種類型稱為艾姆斯菌株，特別具有毒性，因為這種細菌可以將自己包裹在聚D-谷氨酸的保護性膠囊中。這就像一件隱身衣，幫助細菌躲避人類免疫系統。一種叫做CapD的炭疽桿菌酶將膠囊材料固定在細菌上。然而，以前的研究報告稱，這種酶可以被設計成能夠降解這種膠囊，而使細菌容易受到免疫系統的影響。
研究還表明，為小鼠提供工程化的CapD可以幫助治療阿姆斯菌株炭疽感染，而無需使用抗生素。此外，Patricia Legler及其同事已經證明，在這個版本的CapD中加入聚乙二醇（PEG）可以幫助該酶持續更長時間，增加小鼠的存活率。在這項新研究中，研究小組希望進一步優化治療。
為了改善重新設計的酶在體內的壽命並提供更大的衝擊力，科學家們添加了PEG，並將CapD蛋白與小鼠抗體的一部分相融合。這導致兩個CapD酶結合在一起，這將在本質上使其膠囊結合能力翻倍。研究小組創造了幾個版本的酶，並對它們進行了多輪優化，刪除和插入了不同的片段，直到他們獲得了一個既能保持其三維形狀又能在一系列pH值中發揮預期作用的序列。
當在小鼠模型中測試時，這種構建體比沒有融合抗體的先前版本持續時間更長，儘管它的活性降低了。科學家們說，需要進行更多的研究以產生理想的構建體，但這些結果是朝着更好地治療耐抗生素的炭疽菌菌株邁出的重要一步。