Lægemiddelresistente bakterier - designe nanopartikler til høje antibiotiske doser


Lægemiddelresistente bakterier - designe nanopartikler til høje antibiotiske doser

Meget målrettede nanopartikler, der leverer store doser af eksisterende antibiotika, kan bruges til at overbelaste forsvaret af stofresistente bakterier, forskere fra Brigham og Women's Hospital og MIT rapporteres i tidsskriftet ACS Nano . Forfatterne forklarede, at udviklingen af ​​nye antibiotika, der kan anvendes effektivt til et voksende antal bakterier, der er blevet resistente over for eksisterende lægemidler, er blevet yderst udfordrende.

Forskerne har arbejdet mod dette mål ved at udvikle en nanopartikel, der invaderer immunsystemet, målretter mod infektionsstederne og efterfølgende frigiver et fokuseret antibiotikumangreb.

Ifølge ledende forfatter, Aleks Radovic-Moreno, som er en MIT-kandidatstuderende, vil denne strategi nedsætte bivirkningerne af nogle antibiotika og beskytte de gavnlige bakterier, der almindeligvis lever i menneskekroppen.

De nye nanopartikler blev skabt af en polymer, der var dækket med polyethylenglycol (PEG), som almindeligvis anvendes til lægemiddellevering på grund af dets ikke-toksiske egenskaber, og fordi det kan bidrage til at transportere nanopartikler gennem blodbanen uden at detekteres af immunsystemet. Forskerne inducerede derefter partiklerne til specifikt at målrette bakterier. Tidligere forsøg på at målrette partikler mod bakterier ved at give dem en positiv ladning, der tiltrækker dem til bakteriernes negativt ladede cellevægge, har ikke været vellykket, da immunsystemet har tendens til at fjerne positive ladede nanopartikler fra kroppen, før de kan støde på bakterier.

Holdet lykkedes at overvinde denne forhindring ved at designe antibiotikabærende nanopartikler, som kan skifte deres opladning afhængigt af deres omgivelser, for eksempel, mens de cirkulerer i blodbanen, er partiklernes ladning lidt negativ, men når de støder på et infektionssted, får de En positiv ladning, som giver dem mulighed for at binde tæt til bakterier og frigive deres narkotika nyttelast.

Afbryderen påberåbes på grund af det lidt sure miljø omkring bakterier. Infektionssteder kan være lidt surere sammenlignet med normalt kropsvæv, fordi de bakterier, der forårsager sygdom, reproducerer hurtigt og nedbryder ilt. Utilstrækkelige iltniveauer udløser imidlertid en ændring i bakteriel metabolisme, som beder dem om at generere organiske syrer. Kroppens immunceller forsøger at hjælpe - neutrofile celler begynder at producere syrer for at forbruge bakterierne.

Nanopartikler har et pH-følsomt lag, der er lavet af lange kæder af aminosyrehistidin lige under det ydre PEG-lag. Når pH-niveauet falder fra 7 til 6, dvs. når det bliver surere, har polyhistidinmolekylet tendens til at opnå protoner, som giver molekylet en positiv ladning.

Nanopartiklerne begynder at frigive deres narkotika nyttelast, som er indlejret i partikelens kerne, når de binder til bakterier. Forskerne designet partiklerne til at levere vancomycin, som bruges til at behandle medicinresistente infektioner. Det er dog muligt at ændre partiklerne til at levere andre antibiotika eller kombinationer af lægemidler. Med stigende surhedsgrad har mange antibiotika en tendens til at miste deres virkning. Teamet opdagede dog, at antibiotika, der blev båret af nanopartikler, bibeholdt deres styrke bedre end traditionelle antibiotika. Den nuværende version af nanopartikler udleder sin narkotika nyttelast i løbet af en til to dage.

Radovic-Moreno kommentarer:

"Du vil ikke bare have en kort udbrud af stof, fordi bakterier kan komme sig, når stoffet er væk. Du vil have en forlænget frigivelse af lægemiddel, så bakterier konstant bliver ramt med store mængder lægemidler, indtil de er udryddet."

Forskerne siger, at selvom der er brug for yderligere udvikling, tror de, at de høje doser, deres partikler leverede, kunne medvirke til at overvinde bakteriel resistens.

Radovic-Moreno konkluderer:

"Når bakterier er resistente mod stoffer, betyder det ikke, at de holder op med at reagere, det betyder, at de reagerer, men kun i højere koncentrationer. Og årsagen til, at du ikke kan opnå disse klinisk, er fordi antibiotika nogle gange er toksiske, eller de forbliver ikke ved Den infektionssted, der er lang nok."

Tilgangen må muligvis beskæftige sig med en mulig hindring, da der også er negativt ladede vævsceller og proteiner på infektionssteder, der er i stand til at konkurrere med bakterier i binding til nanopartikler og potentielt hæmme dem fra binding til bakterier. Forskerne undersøger for øjeblikket i hvilket omfang dette kan begrænse effektiviteten af ​​deres nanopartikler leverance; De vil også gennemføre dyreforsøg for at bestemme, om partiklerne vil forblive pH-følsomme i kroppen og cirkulere for længe nok til at nå deres mål.

Interessant relateret artikel:

"Nanoteknologi i medicin: Kæmpe potentiale, men hvad er risikoen?" (Catharine Paddock PhD)

Die 5 Biologischen Naturgesetze - Die Dokumentation (Video Medicinsk Og Professionel 2022).

Afsnit Spørgsmål På Medicin: Andet