Nanosponge mops up mrsa toxin i bloodstream


Nanosponge mops up mrsa toxin i bloodstream

Forskere i USA har udviklet små svampe fremstillet af nanopartikler, der er forklædt som røde blodlegemer, der kan opsuge en bred vifte af farlige toksiner i blodet, såsom fra bakterier som MRSA og E coli , Og endda slange og biegift. De foreslår, at deres teknologi, som hidtil har vist sig at virke i mus, tilbyder en ny måde at fjerne toksiner forårsaget af en lang række patogener.

Teamet, fra Department of NanoEngineering og Moores Cancer Center ved University of California (UC), San Diego, rapporterer sine resultater i 14 april online udgave af tidsskriftet Natur Nanoteknologi .

Nanoengineering handler om at manipulere bits af materiale, der er så små, de måles i nanometer eller en milliarddel af en meter (10 minus 9 meter). Det ville tage en million eller så stykker af materiale målt i nanometer for at dække hovedet på en pin.

I dette tilfælde har de udviklede forskere en "diameter på ca. 85 nanometer" og er fremstillet af en biokompatibel polymerkerne indpakket i segmenter af røde blodlegemembraner.

Seniorforfatter Liangfang Zhang, en nanoengineering professor ved UC San Diego Jacobs School of Engineering, siger i en pressemeddelelse, at deres nanosponger tilbyder en ny måde at fjerne toksiner fra blodbanen:

"I stedet for at skabe specifikke behandlinger for individuelle toksiner udvikler vi en platform, der kan neutralisere toksiner forårsaget af en lang række patogener, herunder MRSA og andre antibiotikaresistente bakterier."

Zhang og kolleger foreslår også, at deres arbejde kan føre til ikke-arter-specifikke behandlinger for giftige slangebider og bi-sting. Dette ville gøre det mere sandsynligt, at personer i fare og de fagfolk, der behandler dem, vil have livreddende terapier til rådighed, når de har brug for dem mest.

Nanosponges Destroy Range of Pore-Forming Toxins, fx fra MRSA

Nanospongerne er i stand til at ødelægge "porøsdannende toksiner", det er midler, der ødelægger celler ved at peke huller i deres membraner.

Da de kan absorbere forskellige poreformende toksiner, uanset deres molekylære sammensætning, giver de en betydelig fordel i forhold til andre anti-toksin teknologier, der kræver, at hver toksin type har sit eget specialfremstillede anti-toksin, siger holdet.

Til undersøgelsen testede Zhang og kollegaer, hvor godt deres nanosponger behandlede alfa-hæmolysintoksin fra MRSA hos mus.

Forinjektion af musene med nanospongerne gjorde det muligt for 89% af dem at overleve dødelige doser af toksinet. At give dem injektionen efter den dødelige dosis resulterede i 44% overlevelse.

Holdet sigter mod at udvikle godkendte terapier ved hjælp af deres tilgang. En af de første applikationer, de ønsker at udvikle, er behandling for MRSA, hvorfor de valgte at studere en af ​​de mest virulente toksiner, som den stofresistente bakterie producerer.

Nanosponges dækket i rødt blodcellemembran

En af de første typer af celler, som pordannende toksiner angriber, når de kommer ind i kroppen, er røde blodlegemer. Når en gruppe toksiner punkterer den samme celle, danner den en pore ind i hvilken skyller en ukontrolleret strøm af ioner, som et resultat af hvilken cellen dør.

Bliver dækket af røde blodlegemembraner, ser nanspongerne ud som røde blodlegemer og tjener som dekoder til at samle toksinerne. Svampene absorberer de skadelige toksiner og diverterer dem fra deres cellulære mål.

For at dække nanospongerne i røde blodlegemembraner eller -skind separerede teamet først de røde blodlegemer fra en lille blodprøve i en centrifuge og satte dem derefter i en opløsning, der får dem til at svulme og briste. Dette frigiver hæmoglobinet og efterlader de røde blodlegemer.

De blandede derefter de røde blodlegemsskind med de kugleformede nanosponges, indtil de blev belagt med rød blodcellemembran.

På grund af de involverede skalaer har kun en blodcellemembran nok hud til at dække mange tusinde nanosponges (svampene er ca. 3.000 mindre end en rød blodlegeme).

Nanosponges skjult som røde blodlegemer undgår immunsystem

En anden fordel ved at dække nanospongerne i røde blodlegemembraner er, at de kan overleve et stykke tid i blodbanen, inden de bliver angrebet af immunsystemet.

I et tidligere studie havde teamet allerede vist, hvordan nanopartikler blev skjult, da røde blodlegemer kunne bruges til at levere kræftmedicin direkte til tumorer.

I denne undersøgelse havde nanspongerne en halveringstid på 40 timer i musens blodbanen. Til sidst blev både nanospongerne og deres fangede giftige belastninger sikkert nedbrudt i leveren, uden nogen påviselig skade.

Hver nanosponge mopper op mange giftige molekyler

Kun en dosis af nanospongerne er nok til at oversvømme blodbanen, mere end røde blodlegemer og aflytte toksinerne.

Eksperimentet med svampe i reagensglas fandt teamet, at hver nanosponge kunne absorbere ganske få molekyler af hvert toksin afhængigt af toksinet.

For eksempel kan en enkelt nanosponge opdype omkring 85 molekyler af alfa-hæmolysintoksinet, som MRSA producerer , Eller 30 stretpolysin-O-toksiner eller 850 melittinmonomerer, begge toksiner i biergifte.

I mus fandt forskerne at injicere nanosponges og alfa-hæmolysintoksin sammen i et forhold på 1 nanosponge til hver 70 molekyler af toksin, neutraliserede toksinet og forårsagede ingen påviselig skade.

Holdet ønsker nu at teste nanospongene i kliniske forsøg.

Midler fra National Science Foundation, National Institute of Diabetes og fordøjelses- og nyresygdomme hjalp med at finansiere undersøgelsen.

Nanoengineering er et hurtigt voksende felt, der skaber materialer med bemærkelsesværdigt varierede og nye egenskaber og med stort potentiale i mange sektorer, lige fra sundhedspleje til byggeri og elektronik. I medicin lover nanoteknologi at revolutionere lægemiddeludlevering, genterapi, diagnostik og mange områder inden for forskning, udvikling og som det fremgår af denne undersøgelse, klinisk anvendelse.

Forskere mener også, at nanovidenskab og nanoteknologi kunne hjælpe hjerneaktivitetskortlægning til hjernen, hvad Human Genome Project gjorde for genetik.

How to Disinfect to Kill Viruses and Germs (Video Medicinsk Og Professionel 2021).

Afsnit Spørgsmål På Medicin: Medicinsk praksis