Drug-resistente bacteriën - ontwerpen nanopartikels voor hoge antibiotische doses


Drug-resistente bacteriën - ontwerpen nanopartikels voor hoge antibiotische doses

Zeer gerichte nanodeeltjes die enorme doseringen van bestaande antibiotica leveren, kunnen gebruikt worden om de verdediging van geneesmiddelbestendige bacteriën te overbelasten, onderzoekers van Brigham en Women's Hospital en MIT meldden in het tijdschrift ACS Nano . De auteurs verklaarden dat de ontwikkeling van nieuwe antibiotica die effectief kunnen worden gebruikt voor een groeiend aantal bacteriën die resistent zijn tegen bestaande medicijnen, extreem uitdagend geworden zijn.

De wetenschappers werken aan dit doel door een nanodeeltje te ontwikkelen die het immuunsysteem invult, de infectieplaatsen richt en vervolgens een gerichte antibiotische aanval vrijlaten.

Volgens de toonaangevende auteur, Aleks Radovic-Moreno, die een MIT-afgestudeerde student is, zou deze strategie de bijwerkingen van sommige antibiotica verlagen en de gunstige bacteriën die gewoonlijk in het menselijk lichaam leven, beschermen.

De nieuwe nanodeeltjes werden gecreëerd uit een polymeer dat afgedekt was met polyethyleenglycol (PEG), die algemeen gebruikt wordt voor de afgifte van geneesmiddelen door de niet-toxische eigenschappen ervan, en omdat het kan helpen om nanopartikels door de bloedbaan te transporteren zonder te worden gedetecteerd door het immuunsysteem. De onderzoekers dan deed de deeltjes specifiek op bacteriën gericht. Vorige pogingen om deeltjes aan bacteriën te richten door hen een positieve lading te geven die hen aantrekt op de negatief geladen celwanden van bacteriën, is niet succesvol, aangezien het immuunsysteem de positieve geladen nanodeeltjes uit het lichaam verkleint voordat ze bacteriën tegenkomen.

Het team slaagde erin om deze hindernis te overwinnen door het ontwerpen van antibiotica-dragende nanodeeltjes, die hun lading afhankelijk kunnen maken van hun omgeving, bijvoorbeeld tijdens het circuleren in de bloedbaan, de lading van de deeltjes is iets negatief, maar bij het tegenkomen van een infectieplaats krijgen ze Een positieve lading, die hen in staat stelt zich stevig aan bacteriën te binden en hun druglading te vrijlaten.

De schakelaar wordt ingeroepen door de licht zure omgeving die bacteriën omringt. Infectieplaatsen kunnen een beetje zure zijn in vergelijking met het normale lichaamsweefsel, omdat de bacteriën die ziekte veroorzaken snel reproduceren en zuurstof afbreken. Onvoldoende zuurstofniveaus leiden echter tot een verandering in bacterieel metabolisme, waardoor ze organische zuren genereren. De immuuncellen van het lichaam proberen te helpen - neutrofiele cellen beginnen met het produceren van zuren om de bacteriën te verteren.

De nanodeeltjes hebben een pH-gevoelige laag die is gemaakt van lange ketens van het aminozuur histidine net onder de buitenste PEG laag. Wanneer het pH-niveau van 7 tot 6 daalt, d.w.z. wanneer het zuur wordt, heeft het polyhistidine molecuul de neiging om protonen te verkrijgen die het molecuul een positieve lading geven.

De nanodeeltjes beginnen met het vrijgeven van hun druglasten, die in de kern van het deeltje ingebed zijn, zodra ze binden aan bacteriën. De onderzoekers ontwierp de deeltjes om vancomycine te leveren, die gebruikt wordt om resistentie tegen geneesmiddelen te behandelen. Het is echter mogelijk om de deeltjes te wijzigen om andere antibiotica of combinaties van geneesmiddelen te leveren. Met toenemende zuurgraad hebben veel antibiotica de neiging om hun werkzaamheid te verliezen. Het team ontdekte echter dat antibiotica gedragen door nanodeeltjes hun potentie beter behield dan traditionele antibiotica. De huidige versie van nanopartikels loopt over een tot twee dagen de drug loonbelasting.

Radovic-Moreno commentaar:

"U wilt niet alleen een korte uitbarsting van drugs, omdat bacteriën kunnen herstellen zodra het geneesmiddel is weg. U wilt een verlengde drug vrijgave, zodat bacteriën voortdurend worden getroffen met hoge hoeveelheden medicijnen totdat ze uitgeroeid zijn."

De onderzoekers stellen dat, hoewel verdere ontwikkeling nodig is, ze geloven dat de hoge doses hun afgifte uiteindelijk kunnen helpen om bacteriële weerstand te overwinnen.

Radovic-Moreno concludeert:

"Wanneer bacteriën resistent zijn tegen medicijnen, betekent dat niet dat ze stoppen met reageren, het betekent dat ze reageren, maar alleen bij hogere concentraties. En de reden dat je deze klinisch niet kan bereiken is dat antibiotica soms giftig zijn, of ze blijven niet bij Die plek van infectie lang genoeg."

De aanpak kan mogelijk met één mogelijk obstakel te maken hebben, aangezien er ook negatief geladen weefselcellen en eiwitten zijn op infectieplaatsen die in staat zijn om te concurreren met bacteriën bij binding aan nanodeeltjes en hen mogelijk te verhinderen van binding tot bacteriën. De onderzoekers ondervinden momenteel in hoeverre dit de effectiviteit van hun nanodeeltjesafgifte kan beperken; Zij zullen ook dierstudies uitvoeren om te bepalen of de deeltjes pH-gevoelig blijven in het lichaam en circuleren voor lang genoeg om hun doelen te bereiken.

Interessant gerelateerd artikel:

'Nanotechnologie in de geneeskunde: enorme potentieel, maar wat zijn de risico's?' (Catharine Paddock PhD)

Ramanan Laxminarayan: The coming crisis in antibiotics (Video Medische En Professionele 2021).

Sectie Kwesties Op De Geneeskunde: Anders