Team:Hamburg/Other languages
Other Languages
Our project description in other languages
As part of the human practices activity from the iGEM team KU Leuven from the Netherlands, we translated description of other teams in German and the other teams translated it into their languages.
So, we proudly present our project description in Dutch, Spanish, Russian and traditional Chinese!
First, here in English (for all people who don’t speak Dutch, Spanish, Russian or Chinese 😉):
iGEM Hamburg - Resistent Germs And How To Fight Them - English
Estimates from the World Health Organization predict a resurgence of bacteria to their long-lost top spot among the most devastating human diseases. How did it get this far? Since the discovery of penicillin in 1928 by Alexander Fleming, that led to a drastic decrease of infection related deaths during the 20th century, scientists have developed a vast range of antibiotics to effectively treat bacterial infections. For a long time, we were able to fight most bacterial threats, which lead to a notion of false comfort that everything is under control. However, we do have to face a new post antibiotic era as resistances are on the rise with a speed unmatched by current research efforts to keep up with suitable antibiotics. We are now reaching the tipping point at which new strategies are required to overcome multiresistance and prevent a second era of deadly infections. In 2016 one of the first infections with a pan-resistant Klebsiella pneumoniae variant was diagnosed in the USA; all 26 licensed antibiotics were applied but could not prevent the lethal outcome. A clear indication that alternative strategies are urgently needed to fight multiresistant species! During our first literature search we realized the problem was even bigger than we initially thought, which encouraged our decision to pursue research on this topic. We propose a mechanism that targets the bacterial iron acquisition which is needed for proliferation by substituting it with gallium. Iron replacement through gallium not only restricts the essential iron uptake to lower the proliferation rate but is also known for its cytotoxic effects on the infectious bacteria. The proposed strategy is reminiscent of the ancient Trojan-Horse story as bacteria are unable to distinguish between the gallium and iron uptake. We are convinced that through attacking a highly conserved metabolic pathway, we have found a successful strategy to combat multiresistant bacteria.
This year’s iGEM team Hamburg is working on trojan-horse-approach to fight multiresistant bacteria such as Pseudomonas aeruginosa and Klebsiella pneumoniae with an approach based on synthetic biology. “Trojan-horse” implies that we use a vector delivering an effective drug that will be uptaken by the targeted bacteria. These vectors are siderophores, a polypeptide class synthesized by bacteria to replenish their iron storages to proliferate. Siderophores have a high iron affinity and are able to scavenge free ions from the surroundings or other molecules by forming a strong chelate complex. But the siderophores ability to complex ions is not exclusively limited to iron, a fact that we want to use. Through a chemical exchange reaction, we will remove the iron from the siderophores and add gallium ions instead to form a similar complex, that is then uptaken by the targeted bacteria. Gallium however has been proven to have cytotoxic effects. As siderophores are highly specific for particular pathogenic organisms, a therapy method based on them will only affect those without harming the host’s own flora. To create a working method we will combine all disciplines that our team members bring to the table. Our Life Sciences and Biology Division will manipulate bacteria to create two types of siderophores from the salicylate pathway, Pyochelin and Yersiniabactin, which are prevalently synthesized by pathogens. In the next step, we will perform toxicity measurements to analyse the effectivity of the described method. The Nanoscience Division works on a microfluidic device, lung-on-a-chip, that is able to carry out long term toxicity tests with human lung epithelial and alveolar epithelial cells. Our Chemistry Division will build both siderophores with a pure chemical synthesis and help to analyse and characterize our products.
iGEM Hamburg - Resistente Kiemen en Hoe Deze te Bestrijden – KU Leuven - Dutch
Schattingen van de Wereldgezondheidsorganisatie voorspellen een herleving van bacteriën naar hun lang verloren top positie bij de meest gevaarlijke menselijke ziektes. Hoe is het zover kunnen komen? Sinds de ontdekking van penicilline in 1928 door Alexander Fleming, wat leidde tot een drastische daling in infectie gerelateerde sterfgevallen tijdens de 20ste eeuw, hebben wetenschappers een groot aantal antibiotica ontwikkeld die efficiënt bacteriële infecties behandelen. Voor een lange tijd konden we de meeste bacteriële bedreigingen bestrijden wat geleid heeft tot een vals gevoel dat alles onder controle is. Helaas moeten we een post antibiotica tijdperk tegemoet aangezien er steeds meer resistentie optreedt en dat aan een snelheid die we niet kunnen bijhouden met de huidige onderzoeksinspanning rond geschikte antibiotica. Nu zijn we bijna aan het keerpunt gekomen waarbij we genoodzaakt zijn nieuwe strategieën te zoeken om multiresistentie te bestrijden en een tweede tijdperk van dodelijke infecties te voorkomen. In 2016 is een van de eerste infecties met een pan-resistente Klebsiella pneumoniae variant vastgesteld in de VS. Alle 26 erkende antibiotica werden toegediend, maar geen enkele kon een dodelijke afloop voorkomen (de patiënt redden). Dit is een duidelijke indicatie dat er dringend nood is aan alternatieve strategieën om multiresistente soorten te bestrijden. Tijdens onze eerste literatuurstudie werd het duidelijk dat het probleem nog groter was dan we aanvankelijk dachten, wat onze beslissing om dit onderwerp te onderzoeken kracht bijzette. We stellen een mechanisme voor dat zich richt op de bacteriële ijzerwerving, nodig voor proliferatie, door het te substitueren met gallium. Het vervangen van ijzer door gallium belemmert niet enkel de essentiële ijzeropname voor het verlagen van de proliferatiesnelheid, maar blijkt ook cytotoxische effecten te hebben op de infectieuze bacteriën. De voorgestelde strategie doet denken aan het eeuwenoude Trojaanse paard gezien bacteriën niet in staat zijn gallium te onderscheiden van ijzer. Wij zijn ervan overtuigd dat we met het aanvallen van een zeer goed geconserveerde metabolische pathway een succesvole tactiek hebben gevonden om multiresistente bacteriën te bestrijden.
Het iGEM team van Hamburg werkt dit jaar aan een Trojaans-paard-aanpak voor het bestrijden van multiresistente bacteriën zoals Pseudomonas aeruginosa en Klebsiella pneumoniae met als uitgangspunt synthetische biologie. “Trojaans paard” impliceert dat we een vector gebruiken die een doeltreffend drug aanlevert dat zal opgenomen worden door de beoogde bacterie. Deze vectoren zijn sideroforen, een polypeptide klasse die gesynthetiseerd worden door bacteriën om hun ijzervoorraad aan te vullen zodat ze kunnen prolifereren. Sideroforen hebben een hoge ijzer affiniteit and zijn in staat om vrije ionen vanuit de omgeving of andere moleculen te halen door een sterk chelaatcomplex te vormen. Het vermogen van sideroforen om ionen te complexeren is echter niet gelimiteerd to ijzer. Dit gegeven willen wij uitbuiten. Met een chemische uitwisselingsreactie zullen we het ijzer vanuit de siderofoor verwijderen en er gallium ionen aan toevoegen zodat een gelijkaardig complex gevormd wordt dat dan opgenomen wordt door de beoogde bacteriën. Gallium heeft echter bewezen cytotoxische effecten. Omdat sideroforen zeer specifiek zijn voor bepaalde pathogene organismen zal zo’n therapie enkel deze organismen aanvallen zonder de normale flora van de gastheer aan te tasten. Om een werkend systeem te creëren, zullen we all disciplines van onze teamleden combineren. Onze Bio-wetenschappen en Biologie afdeling zullen bacteriën manipuleren om twee soorten sideroforen te creëren van de salicylaat pathway, namelijk Pyochelin en Yersiniabactin, die hoofdzakelijk gesynthetiseerd worden door pathogenen. In de volgende stap willen we toxiciteitsmetingen uitvoeren om de doeltreffendheid van de beschreven methode te analyseren. De Nanowetenschappen afdeling werkt aan een microfluidisch toestel, “long-op-een-chip”, dat lange termijn toxiciteitstesten kan uitvoeren met humane long- and alveolaire epitheelcellen. Onze Chemie afdeling zal zowel beide sideroforen bouwen met een puur chemische synthese als helpen met het analyseren en karakteriseren van onze producten.
iGEM Hamburgo - Gérmenes resistentes y cómo combatirlos – Tec Chihuahua - Spanish
Las estimaciones de la Organización Mundial de la Salud, predicen un resurgimiento de las bacterias a su punto más antiguo perdido entre las enfermedades humanas más devastadoras. ¿Cómo llegó hasta aquí? El descubrimiento de la penicilina en 1928 por Alexander Fleming llevó a una drástica disminución de las muertes relacionadas con la infección durante el siglo 20, y desde entonces los científicos han desarrollado una amplia gama de antibióticos para tratar eficazmente las infecciones bacterianas. Durante mucho tiempo fuimos capaces de combatir la mayoría de las amenazas bacterianas, lo que conduce a una noción de falsa comodidad y de que todo está bajo control. Sin embargo, tenemos que hacer frente a una nueva era ‘post-antibióticos’, pues en bacterias, las resistencias a antibióticos han estado incrementando con una velocidad incomparable. Y esto se debe gracias a que los esfuerzos de investigación actuales, están dirigidos a continuar con métodos convencionales de antibióticos.
Ahora, estamos llegando al punto de inflexión en el que se requieren nuevas estrategias para superar la multi-resistencia e impedir una segunda era de infecciones mortales. En 2016, una de las primeras infecciones con resistencia a todo: Klebsiella pneumoniae fue diagnosticada en los Estados Unidos; todos los 26 antibióticos con licencia se aplicaron, pero ninguno pudo evitar el resultado letal. ¡Una indicación clara de que se necesitan urgentemente estrategias alternativas para luchar contra las especies multirresistentes!
Durante nuestra primera investigación bibliográfica, nos dimos cuenta de que el problema era aún más grande de lo que inicialmente pensábamos, lo que alentó nuestra decisión por proseguir la indagación sobre este tema. Nuestra propuesta es un mecanismo que se encarga de sustraer el hierro, necesario para la proliferación bacteriana, sustituyendo al mismo con galio. La sustitución del hierro a través del galio, no sólo restringe la absorción esencial de hierro para disminuir la tasa de proliferación; sino que también el galio es conocido por sus efectos citotóxicos sobre las bacterias infecciosas.
La estrategia propuesta se remonta y basa en la antigua historia “El caballo de Troya”, ya que las bacterias son incapaces de distinguir entre la captación de galio y la captación de hierro. Estamos convencidos de que al atacar una vía metabólica altamente conservada, estaremos encontrado una estrategia exitosa para combatir a las bacterias multirresistentes.
Este año el equipo iGEM de Hamburgo está trabajando en su propio caballo de Troya para combatir bacterias multirresistentes como Pseudomonas aeruginosa y Klebsiella pneumoniae con un enfoque basado en la biología sintética. "Caballo de Troya" implica que usamos un vector que entrega un fármaco eficaz que será tomado por las bacterias objetivo. Estos vectores son sideróforos, una clase de polipéptidos que sintetizan las bacterias cuando necesitan reponer sus reservas de hierro para así, poder proliferar. Los sideróforos tienen una alta afinidad por el hierro y son capaces de eliminar iones libres del entorno u otras moléculas, formando un complejo quelato fuerte. Pero la capacidad siderófora de los iones complejos no se limita exclusivamente al hierro; un hecho que queremos utilizar. A través de una reacción de intercambio químico vamos a eliminar el hierro de los sideróforos y añadir iones de galio en su lugar, para así formar un complejo similar, que será, entonces, tomado por las bacterias objetivo. Como se menciona anteriormente, se ha demostrado que el galio tiene efectos citotóxicos. Dicho esto, también se afirma que los sideróforos son altamente específicos para organismos patógenos particulares, por lo que un método de terapia basado en ellos, solamente afectará a los patógenos, sin dañar a la propia flora intestinal del hospedador.
Para crear un método de trabajo eficiente y completo, combinamos todas las disciplinas que cada uno de los miembros de nuestro equipo pueden traer a la mesa. Nuestra División de Ciencias Biológicas y Biología, manipulará las bacterias para crear dos tipos de sideróforos de la vía salicilato, Pyochelin y Yersiniabactin, que son sintetizados predominantemente por patógenos; y en el siguiente paso, realizaremos mediciones de toxicidad para analizar la efectividad del método descrito. Nuestra División de Nanociencia trabaja en un dispositivo microfluídico, lung-on-a-chip (pulmón sobre un chip), que es capaz de llevar a cabo pruebas de toxicidad a largo plazo con el epitelio pulmonar humano y las células epiteliales alveolares. Y por último, nuestra División de Química construirá ambos sideróforos con una síntesis química pura, y además, ayudará a analizar y caracterizar nuestros productos.
iGEM Hamburg – Резистентные микробы и как с ними бороться – Moscow_RF - Russian
По оценкам Всемирной организации здравоохранения, бактерии вскоре вернут себе давно утраченные лидирующие позиции среди самых смертоносных заболеваний человечества. Почему так происходит? С того момента, как в 1928 году Александр Флеминг открыл пенициллин, позволивший значительно сократить число вызванных инфекционными заболеваниями смертей в 20 веке, ученые разработали огромное количество антибиотиков, позволяющих эффективно бороться с бактериальными инфекциями. В течение длительного времени мы могли противостоять большинству бактериальных угроз, что сформировало у нас ложное ощущение уверенности в том, что все под контролем. Однако теперь мы вынуждены вступить в новую постантибиотическую эру, когда показатели резистентности растут с такой скоростью, которую не способны компенсировать современные исследования, направленные на создание соответствующих антибиотиков. Мы приближаемся к тому переломному моменту, когда становятся необходимы новые стратегии для решения проблемы мультирезистентности и предотвращения второй эры смертоносных инфекций. В 2016 году в США был диагностирован один из первых случаев заболевания пневмонией, вызванной панрезистентной клебсиеллой; были применены все 26 лицензированных антибиотика, но смертельного исхода избежать не удалось. Это явно говорит о том, что необходима срочная разработка альтернативных стратегий для борьбы с панрезистентными видами! В ходе первичного изучения литературы мы выяснили, что проблема имеет еще более серьезный масштаб, чем мы изначально предполагали, что убедило нас проводить исследование именно в этом направлении. Мы предлагаем использовать механизм, препятствующий накоплению бактериями железа, необходимого им для размножения, путем замещения его галлием. Замещающий железо галлий не только ограничивает усвоение железа, снижая таким образом скорость размножения, но и оказывает известное цитотоксическое воздействие на патогенные бактерии. Предлагаемая стратегия напоминает древний миф о троянском коне, так как бактерии не способны отличить усваиваемый ими галлий от железа. Мы убеждены, что, избрав в качестве своей мишени высококонсервативный метаболический путь, мы нашли успешную стратегию борьбы с мультирезистентными бактериями.
В этом году команда iGEM из Гамбурга разрабатывает подход троянского коня для борьбы с мультирезистентными бактериями, такими как синегнойная палочка и клебсиелла пневмонии, основанный на методах синтетической биологии. «Троянский конь» означает, что мы используем вектор, доставляющий эффективный препарат, который будет поглощаться бактериями-мишенями. Этими векторами являются сидерофоры – определенный класс полипептидов, синтезируемых бактериями для пополнения запасов железа, необходимого для размножения. Сидерофоры имеют высокую железосвязывающую способность и могут захватывать свободные ионы из окружающей среды или других молекул, образуя прочные хелатные комплексы. Но способность сидерофоров связывать ионы в комплексы не ограничивается только ионами железа. Этим мы и хотим воспользоваться. Путем химической реакции обмена мы удалим железо из сидерофоров и для образования аналогичных комплексов заместим его ионами галлия, который затем будет усвоен бактериями-мишенями. Между тем галлий имеет доказанное цитотоксическое действие. Так как сидерофоры высокоспецифичны для определенных патогенных организмов, метод лечения, основанный на их использовании, будет воздействовать только на такие организмы, не влияя на собственную флору организма-хозяина. Для разработки действующего метода мы объединим знания из всех областей, которые представляют члены нашей команды. Наше отделение медико-биологических наук будет производить манипуляции с бактериями для получения двух типов сидерофоров из салицилатного пути – пиохелина и иерсиниабактина, которые преимущественно синтезируются патогенами. Следующим шагом мы измерим уровень токсичности для анализа эффективности описанного метода. Отделение нанонаук работает над микроструйным устройством «легкое на чипе», которое может проводить длительное тестирование токсичности с использованием эпителиальных клеток легкого и альвеол человека. Наше отделение химии создаст оба вида сидерофоров путем чистого химического синтеза и поможет проанализировать и охарактеризовать полученный нами продукт.
iGEM漢堡 - 如何打擊抗藥性細菌 – NYMU Taipei – Traditional Chinese
根據世界衛生組織，細菌將會長期在最具破壞力的人類疾病中排在首位。它是如何演變成如此？從亞歷山大·弗萊明（Alexander Fleming）在1928年發現青黴素以來，科學家開發出了廣泛的抗生素來有效治療細菌感染。很長時間以來，我們能夠對抗大多數細菌威脅，這導致了一切都受到控制的假安慰的概念。然而，我們確實必須面對一個新的抗生素時代，因為抗藥性正在上升，目前的研究工作無法比擬適應抗生素的速度。我們現在正在達到新戰略要克服多重阻力並防止第二個致命感染時代的轉折點。在2016年，在美國診斷出首例具有抗肺炎克雷伯桿菌變異體的感染之一，所有26種許可的抗生素都被應用，但不能防止致命的結果。一個明確的跡象表明，迫切需要替代戰略來對抗多種抗性物種！在我們文獻搜索中，我們意識到問題比我們最初想像的要大，這鼓勵我們決定對這個話題進行研究。我們提出一種機制，目標是通過用鎵取代增殖所需的細菌鐵獲取。通過鎵替代鐵不僅限制了鐵的攝取以降低增殖速率，而且由於其對感染細菌的細胞毒性作用也是已知的。因為細菌無法區分鎵和鐵的攝取，我們想起古代特洛伊馬的故事。我們相信，通過攻擊高度保守的代謝途徑成功對抗多重抗菌細菌。
今年，iGEM團隊漢堡正在致力於採用木馬方法，通過基於合成生物學的方法對抗多種抗菌細菌，如銅綠假單胞菌和肺炎克雷伯桿菌。“特洛伊木馬”意味著我們使用一種能夠傳遞有效藥物的載體，這種藥物將被目標細菌吸收。這些載體是鐵載體，一種由細菌合成以補充其鐵儲存體增殖的多肽類。鐵載體具有高的鐵親合力，並且能夠通過形成強螯合物從周圍環境或其它分子中清除游離離子。但鐵載體複合離子的能力並不限於鐵，通過化學交換反應，我們將從鐵載體中除去鐵，並加入鎵離子以形成類似的螯合物，然後被目標細菌吸收。雖然鎵已被證明具有細胞毒性作用，鐵載體對特定致病生物體具有高度的特異性，所以治療方法將僅影響那些不損害宿主自身菌群的方法。我們結合團隊成員所有學科結合，生命科學和生物學部門將操縱細菌，從水楊酸途徑中產生兩種由病原體普遍合成的高鐵素和耶爾黴素（Lersiniabactin）的鐵載體。下一步，我們將進行毒性測試以分析方法的有效性。納米科學部門致力於微流體裝置，可以在肺上，能夠與人的肺和肺泡上皮細胞進行毒性試驗。我們的化學部門將建立純化學合成的鐵載體，助於分析和表徵我們的產品。
Our project description in other languages
As part of the human practices activity from the iGEM team KU Leuven from the Netherlands, we translated description of other teams in German and the other teams translated it into their languages.
So, we proudly present our project description in Dutch, Spanish, Russian and traditional Chinese!
First, here in English (for all people who don’t speak Dutch, Spanish, Russian or Chinese 😉):
iGEM Hamburg - Resistent Germs And How To Fight Them - English
Estimates from the World Health Organization predict a resurgence of bacteria to their long-lost top spot among the most devastating human diseases. How did it get this far? Since the discovery of penicillin in 1928 by Alexander Fleming, that led to a drastic decrease of infection related deaths during the 20th century, scientists have developed a vast range of antibiotics to effectively treat bacterial infections. For a long time, we were able to fight most bacterial threats, which lead to a notion of false comfort that everything is under control. However, we do have to face a new post antibiotic era as resistances are on the rise with a speed unmatched by current research efforts to keep up with suitable antibiotics. We are now reaching the tipping point at which new strategies are required to overcome multiresistance and prevent a second era of deadly infections. In 2016 one of the first infections with a pan-resistant Klebsiella pneumoniae variant was diagnosed in the USA; all 26 licensed antibiotics were applied but could not prevent the lethal outcome. A clear indication that alternative strategies are urgently needed to fight multiresistant species! During our first literature search we realized the problem was even bigger than we initially thought, which encouraged our decision to pursue research on this topic. We propose a mechanism that targets the bacterial iron acquisition which is needed for proliferation by substituting it with gallium. Iron replacement through gallium not only restricts the essential iron uptake to lower the proliferation rate but is also known for its cytotoxic effects on the infectious bacteria. The proposed strategy is reminiscent of the ancient Trojan-Horse story as bacteria are unable to distinguish between the gallium and iron uptake. We are convinced that through attacking a highly conserved metabolic pathway, we have found a successful strategy to combat multiresistant bacteria.
This year’s iGEM team Hamburg is working on trojan-horse-approach to fight multiresistant bacteria such as Pseudomonas aeruginosa and Klebsiella pneumoniae with an approach based on synthetic biology. “Trojan-horse” implies that we use a vector delivering an effective drug that will be uptaken by the targeted bacteria. These vectors are siderophores, a polypeptide class synthesized by bacteria to replenish their iron storages to proliferate. Siderophores have a high iron affinity and are able to scavenge free ions from the surroundings or other molecules by forming a strong chelate complex. But the siderophores ability to complex ions is not exclusively limited to iron, a fact that we want to use. Through a chemical exchange reaction, we will remove the iron from the siderophores and add gallium ions instead to form a similar complex, that is then uptaken by the targeted bacteria. Gallium however has been proven to have cytotoxic effects. As siderophores are highly specific for particular pathogenic organisms, a therapy method based on them will only affect those without harming the host’s own flora. To create a working method we will combine all disciplines that our team members bring to the table. Our Life Sciences and Biology Division will manipulate bacteria to create two types of siderophores from the salicylate pathway, Pyochelin and Yersiniabactin, which are prevalently synthesized by pathogens. In the next step, we will perform toxicity measurements to analyse the effectivity of the described method. The Nanoscience Division works on a microfluidic device, lung-on-a-chip, that is able to carry out long term toxicity tests with human lung epithelial and alveolar epithelial cells. Our Chemistry Division will build both siderophores with a pure chemical synthesis and help to analyse and characterize our products.
iGEM Hamburg - Resistente Kiemen en Hoe Deze te Bestrijden – KU Leuven - Dutch
Schattingen van de Wereldgezondheidsorganisatie voorspellen een herleving van bacteriën naar hun lang verloren top positie bij de meest gevaarlijke menselijke ziektes. Hoe is het zover kunnen komen? Sinds de ontdekking van penicilline in 1928 door Alexander Fleming, wat leidde tot een drastische daling in infectie gerelateerde sterfgevallen tijdens de 20ste eeuw, hebben wetenschappers een groot aantal antibiotica ontwikkeld die efficiënt bacteriële infecties behandelen. Voor een lange tijd konden we de meeste bacteriële bedreigingen bestrijden wat geleid heeft tot een vals gevoel dat alles onder controle is. Helaas moeten we een post antibiotica tijdperk tegemoet aangezien er steeds meer resistentie optreedt en dat aan een snelheid die we niet kunnen bijhouden met de huidige onderzoeksinspanning rond geschikte antibiotica. Nu zijn we bijna aan het keerpunt gekomen waarbij we genoodzaakt zijn nieuwe strategieën te zoeken om multiresistentie te bestrijden en een tweede tijdperk van dodelijke infecties te voorkomen. In 2016 is een van de eerste infecties met een pan-resistente Klebsiella pneumoniae variant vastgesteld in de VS. Alle 26 erkende antibiotica werden toegediend, maar geen enkele kon een dodelijke afloop voorkomen (de patiënt redden). Dit is een duidelijke indicatie dat er dringend nood is aan alternatieve strategieën om multiresistente soorten te bestrijden. Tijdens onze eerste literatuurstudie werd het duidelijk dat het probleem nog groter was dan we aanvankelijk dachten, wat onze beslissing om dit onderwerp te onderzoeken kracht bijzette. We stellen een mechanisme voor dat zich richt op de bacteriële ijzerwerving, nodig voor proliferatie, door het te substitueren met gallium. Het vervangen van ijzer door gallium belemmert niet enkel de essentiële ijzeropname voor het verlagen van de proliferatiesnelheid, maar blijkt ook cytotoxische effecten te hebben op de infectieuze bacteriën. De voorgestelde strategie doet denken aan het eeuwenoude Trojaanse paard gezien bacteriën niet in staat zijn gallium te onderscheiden van ijzer. Wij zijn ervan overtuigd dat we met het aanvallen van een zeer goed geconserveerde metabolische pathway een succesvole tactiek hebben gevonden om multiresistente bacteriën te bestrijden.
Het iGEM team van Hamburg werkt dit jaar aan een Trojaans-paard-aanpak voor het bestrijden van multiresistente bacteriën zoals Pseudomonas aeruginosa en Klebsiella pneumoniae met als uitgangspunt synthetische biologie. “Trojaans paard” impliceert dat we een vector gebruiken die een doeltreffend drug aanlevert dat zal opgenomen worden door de beoogde bacterie. Deze vectoren zijn sideroforen, een polypeptide klasse die gesynthetiseerd worden door bacteriën om hun ijzervoorraad aan te vullen zodat ze kunnen prolifereren. Sideroforen hebben een hoge ijzer affiniteit and zijn in staat om vrije ionen vanuit de omgeving of andere moleculen te halen door een sterk chelaatcomplex te vormen. Het vermogen van sideroforen om ionen te complexeren is echter niet gelimiteerd to ijzer. Dit gegeven willen wij uitbuiten. Met een chemische uitwisselingsreactie zullen we het ijzer vanuit de siderofoor verwijderen en er gallium ionen aan toevoegen zodat een gelijkaardig complex gevormd wordt dat dan opgenomen wordt door de beoogde bacteriën. Gallium heeft echter bewezen cytotoxische effecten. Omdat sideroforen zeer specifiek zijn voor bepaalde pathogene organismen zal zo’n therapie enkel deze organismen aanvallen zonder de normale flora van de gastheer aan te tasten. Om een werkend systeem te creëren, zullen we all disciplines van onze teamleden combineren. Onze Bio-wetenschappen en Biologie afdeling zullen bacteriën manipuleren om twee soorten sideroforen te creëren van de salicylaat pathway, namelijk Pyochelin en Yersiniabactin, die hoofdzakelijk gesynthetiseerd worden door pathogenen. In de volgende stap willen we toxiciteitsmetingen uitvoeren om de doeltreffendheid van de beschreven methode te analyseren. De Nanowetenschappen afdeling werkt aan een microfluidisch toestel, “long-op-een-chip”, dat lange termijn toxiciteitstesten kan uitvoeren met humane long- and alveolaire epitheelcellen. Onze Chemie afdeling zal zowel beide sideroforen bouwen met een puur chemische synthese als helpen met het analyseren en karakteriseren van onze producten.
iGEM Hamburgo - Gérmenes resistentes y cómo combatirlos – Tec Chihuahua - Spanish
Las estimaciones de la Organización Mundial de la Salud, predicen un resurgimiento de las bacterias a su punto más antiguo perdido entre las enfermedades humanas más devastadoras. ¿Cómo llegó hasta aquí? El descubrimiento de la penicilina en 1928 por Alexander Fleming llevó a una drástica disminución de las muertes relacionadas con la infección durante el siglo 20, y desde entonces los científicos han desarrollado una amplia gama de antibióticos para tratar eficazmente las infecciones bacterianas. Durante mucho tiempo fuimos capaces de combatir la mayoría de las amenazas bacterianas, lo que conduce a una noción de falsa comodidad y de que todo está bajo control. Sin embargo, tenemos que hacer frente a una nueva era ‘post-antibióticos’, pues en bacterias, las resistencias a antibióticos han estado incrementando con una velocidad incomparable. Y esto se debe gracias a que los esfuerzos de investigación actuales, están dirigidos a continuar con métodos convencionales de antibióticos. Ahora, estamos llegando al punto de inflexión en el que se requieren nuevas estrategias para superar la multi-resistencia e impedir una segunda era de infecciones mortales. En 2016, una de las primeras infecciones con resistencia a todo: Klebsiella pneumoniae fue diagnosticada en los Estados Unidos; todos los 26 antibióticos con licencia se aplicaron, pero ninguno pudo evitar el resultado letal. ¡Una indicación clara de que se necesitan urgentemente estrategias alternativas para luchar contra las especies multirresistentes!
Durante nuestra primera investigación bibliográfica, nos dimos cuenta de que el problema era aún más grande de lo que inicialmente pensábamos, lo que alentó nuestra decisión por proseguir la indagación sobre este tema. Nuestra propuesta es un mecanismo que se encarga de sustraer el hierro, necesario para la proliferación bacteriana, sustituyendo al mismo con galio. La sustitución del hierro a través del galio, no sólo restringe la absorción esencial de hierro para disminuir la tasa de proliferación; sino que también el galio es conocido por sus efectos citotóxicos sobre las bacterias infecciosas.
La estrategia propuesta se remonta y basa en la antigua historia “El caballo de Troya”, ya que las bacterias son incapaces de distinguir entre la captación de galio y la captación de hierro. Estamos convencidos de que al atacar una vía metabólica altamente conservada, estaremos encontrado una estrategia exitosa para combatir a las bacterias multirresistentes. Este año el equipo iGEM de Hamburgo está trabajando en su propio caballo de Troya para combatir bacterias multirresistentes como Pseudomonas aeruginosa y Klebsiella pneumoniae con un enfoque basado en la biología sintética. "Caballo de Troya" implica que usamos un vector que entrega un fármaco eficaz que será tomado por las bacterias objetivo. Estos vectores son sideróforos, una clase de polipéptidos que sintetizan las bacterias cuando necesitan reponer sus reservas de hierro para así, poder proliferar. Los sideróforos tienen una alta afinidad por el hierro y son capaces de eliminar iones libres del entorno u otras moléculas, formando un complejo quelato fuerte. Pero la capacidad siderófora de los iones complejos no se limita exclusivamente al hierro; un hecho que queremos utilizar. A través de una reacción de intercambio químico vamos a eliminar el hierro de los sideróforos y añadir iones de galio en su lugar, para así formar un complejo similar, que será, entonces, tomado por las bacterias objetivo. Como se menciona anteriormente, se ha demostrado que el galio tiene efectos citotóxicos. Dicho esto, también se afirma que los sideróforos son altamente específicos para organismos patógenos particulares, por lo que un método de terapia basado en ellos, solamente afectará a los patógenos, sin dañar a la propia flora intestinal del hospedador.
Para crear un método de trabajo eficiente y completo, combinamos todas las disciplinas que cada uno de los miembros de nuestro equipo pueden traer a la mesa. Nuestra División de Ciencias Biológicas y Biología, manipulará las bacterias para crear dos tipos de sideróforos de la vía salicilato, Pyochelin y Yersiniabactin, que son sintetizados predominantemente por patógenos; y en el siguiente paso, realizaremos mediciones de toxicidad para analizar la efectividad del método descrito. Nuestra División de Nanociencia trabaja en un dispositivo microfluídico, lung-on-a-chip (pulmón sobre un chip), que es capaz de llevar a cabo pruebas de toxicidad a largo plazo con el epitelio pulmonar humano y las células epiteliales alveolares. Y por último, nuestra División de Química construirá ambos sideróforos con una síntesis química pura, y además, ayudará a analizar y caracterizar nuestros productos.
iGEM Hamburg – Резистентные микробы и как с ними бороться – Moscow_RF - Russian
По оценкам Всемирной организации здравоохранения, бактерии вскоре вернут себе давно утраченные лидирующие позиции среди самых смертоносных заболеваний человечества. Почему так происходит? С того момента, как в 1928 году Александр Флеминг открыл пенициллин, позволивший значительно сократить число вызванных инфекционными заболеваниями смертей в 20 веке, ученые разработали огромное количество антибиотиков, позволяющих эффективно бороться с бактериальными инфекциями. В течение длительного времени мы могли противостоять большинству бактериальных угроз, что сформировало у нас ложное ощущение уверенности в том, что все под контролем. Однако теперь мы вынуждены вступить в новую постантибиотическую эру, когда показатели резистентности растут с такой скоростью, которую не способны компенсировать современные исследования, направленные на создание соответствующих антибиотиков. Мы приближаемся к тому переломному моменту, когда становятся необходимы новые стратегии для решения проблемы мультирезистентности и предотвращения второй эры смертоносных инфекций. В 2016 году в США был диагностирован один из первых случаев заболевания пневмонией, вызванной панрезистентной клебсиеллой; были применены все 26 лицензированных антибиотика, но смертельного исхода избежать не удалось. Это явно говорит о том, что необходима срочная разработка альтернативных стратегий для борьбы с панрезистентными видами! В ходе первичного изучения литературы мы выяснили, что проблема имеет еще более серьезный масштаб, чем мы изначально предполагали, что убедило нас проводить исследование именно в этом направлении. Мы предлагаем использовать механизм, препятствующий накоплению бактериями железа, необходимого им для размножения, путем замещения его галлием. Замещающий железо галлий не только ограничивает усвоение железа, снижая таким образом скорость размножения, но и оказывает известное цитотоксическое воздействие на патогенные бактерии. Предлагаемая стратегия напоминает древний миф о троянском коне, так как бактерии не способны отличить усваиваемый ими галлий от железа. Мы убеждены, что, избрав в качестве своей мишени высококонсервативный метаболический путь, мы нашли успешную стратегию борьбы с мультирезистентными бактериями.
В этом году команда iGEM из Гамбурга разрабатывает подход троянского коня для борьбы с мультирезистентными бактериями, такими как синегнойная палочка и клебсиелла пневмонии, основанный на методах синтетической биологии. «Троянский конь» означает, что мы используем вектор, доставляющий эффективный препарат, который будет поглощаться бактериями-мишенями. Этими векторами являются сидерофоры – определенный класс полипептидов, синтезируемых бактериями для пополнения запасов железа, необходимого для размножения. Сидерофоры имеют высокую железосвязывающую способность и могут захватывать свободные ионы из окружающей среды или других молекул, образуя прочные хелатные комплексы. Но способность сидерофоров связывать ионы в комплексы не ограничивается только ионами железа. Этим мы и хотим воспользоваться. Путем химической реакции обмена мы удалим железо из сидерофоров и для образования аналогичных комплексов заместим его ионами галлия, который затем будет усвоен бактериями-мишенями. Между тем галлий имеет доказанное цитотоксическое действие. Так как сидерофоры высокоспецифичны для определенных патогенных организмов, метод лечения, основанный на их использовании, будет воздействовать только на такие организмы, не влияя на собственную флору организма-хозяина. Для разработки действующего метода мы объединим знания из всех областей, которые представляют члены нашей команды. Наше отделение медико-биологических наук будет производить манипуляции с бактериями для получения двух типов сидерофоров из салицилатного пути – пиохелина и иерсиниабактина, которые преимущественно синтезируются патогенами. Следующим шагом мы измерим уровень токсичности для анализа эффективности описанного метода. Отделение нанонаук работает над микроструйным устройством «легкое на чипе», которое может проводить длительное тестирование токсичности с использованием эпителиальных клеток легкого и альвеол человека. Наше отделение химии создаст оба вида сидерофоров путем чистого химического синтеза и поможет проанализировать и охарактеризовать полученный нами продукт.
iGEM漢堡 - 如何打擊抗藥性細菌 – NYMU Taipei – Traditional Chinese
根據世界衛生組織，細菌將會長期在最具破壞力的人類疾病中排在首位。它是如何演變成如此？從亞歷山大·弗萊明（Alexander Fleming）在1928年發現青黴素以來，科學家開發出了廣泛的抗生素來有效治療細菌感染。很長時間以來，我們能夠對抗大多數細菌威脅，這導致了一切都受到控制的假安慰的概念。然而，我們確實必須面對一個新的抗生素時代，因為抗藥性正在上升，目前的研究工作無法比擬適應抗生素的速度。我們現在正在達到新戰略要克服多重阻力並防止第二個致命感染時代的轉折點。在2016年，在美國診斷出首例具有抗肺炎克雷伯桿菌變異體的感染之一，所有26種許可的抗生素都被應用，但不能防止致命的結果。一個明確的跡象表明，迫切需要替代戰略來對抗多種抗性物種！在我們文獻搜索中，我們意識到問題比我們最初想像的要大，這鼓勵我們決定對這個話題進行研究。我們提出一種機制，目標是通過用鎵取代增殖所需的細菌鐵獲取。通過鎵替代鐵不僅限制了鐵的攝取以降低增殖速率，而且由於其對感染細菌的細胞毒性作用也是已知的。因為細菌無法區分鎵和鐵的攝取，我們想起古代特洛伊馬的故事。我們相信，通過攻擊高度保守的代謝途徑成功對抗多重抗菌細菌。
今年，iGEM團隊漢堡正在致力於採用木馬方法，通過基於合成生物學的方法對抗多種抗菌細菌，如銅綠假單胞菌和肺炎克雷伯桿菌。“特洛伊木馬”意味著我們使用一種能夠傳遞有效藥物的載體，這種藥物將被目標細菌吸收。這些載體是鐵載體，一種由細菌合成以補充其鐵儲存體增殖的多肽類。鐵載體具有高的鐵親合力，並且能夠通過形成強螯合物從周圍環境或其它分子中清除游離離子。但鐵載體複合離子的能力並不限於鐵，通過化學交換反應，我們將從鐵載體中除去鐵，並加入鎵離子以形成類似的螯合物，然後被目標細菌吸收。雖然鎵已被證明具有細胞毒性作用，鐵載體對特定致病生物體具有高度的特異性，所以治療方法將僅影響那些不損害宿主自身菌群的方法。我們結合團隊成員所有學科結合，生命科學和生物學部門將操縱細菌，從水楊酸途徑中產生兩種由病原體普遍合成的高鐵素和耶爾黴素（Lersiniabactin）的鐵載體。下一步，我們將進行毒性測試以分析方法的有效性。納米科學部門致力於微流體裝置，可以在肺上，能夠與人的肺和肺泡上皮細胞進行毒性試驗。我們的化學部門將建立純化學合成的鐵載體，助於分析和表徵我們的產品。
