Nanosponge mops up mrsa toxine in bloedstroom


Nanosponge mops up mrsa toxine in bloedstroom

Wetenschappers in de VS hebben kleine sponzen ontwikkeld van nanopartikels vermomd als rode bloedcellen die een breed scala aan gevaarlijke toxines in het bloed kunnen opdoen, zoals bacteriën zoals MRSA en E coli , En zelfs slang en bijengif. Zij suggereren dat hun technologie, die tot nu toe in muizen is aangetoond, een nieuwe manier biedt om toxines te verwijderen die door een breed scala aan pathogenen veroorzaakt worden.

Het team, van het Department of NanoEngineering en Moores Cancer Center aan de Universiteit van Californië(UC), San Diego, rapporteert haar bevindingen in het 14 april online nummer van het tijdschrift Natuur Nanotechnologie .

Nanoengineering heeft zich bezig met het manipuleren van stukjes materiaal die zo klein zijn, ze worden gemeten in nanometers of een miljardste meter (10 de minus 9 meter). Het zou een miljoen of zo stukjes materiaal bedragen, gemeten in nanometers om het hoofd van een pen te bedekken.

In dit geval hebben de ontwikkelde onderzoekers de nanosponges een diameter van ongeveer 85 nanometer en zijn gemaakt van een biocompatibele polymeerkern die in segmenten van rode bloedcellenmembranen wordt verpakt.

Senior auteur Liangfang Zhang, een nanoengineering professor aan de UC San Diego Jacobs School of Engineering, zegt in een persverklaring dat hun nanosponges een nieuwe manier bieden om toxines uit de bloedbaan te verwijderen:

"In plaats van specifieke behandelingen voor individuele toxinen te creëren, ontwikkelen wij een platform dat toxinen kan neutraliseren die veroorzaakt worden door een breed scala van pathogenen, waaronder MRSA en andere antibiotica resistente bacteriën."

Zhang en collega's suggereren ook dat hun werk kan leiden tot niet-species-specifieke behandelingen voor giftige slangbeten en bijensteken. Dit zou het meer waarschijnlijk maken dat mensen die in gevaar zijn en de professionals die ze behandelen, levensreddende therapieën beschikbaar hebben als ze het meest nodig hebben.

Nanosponges vernietigen het bereik van poriënvormende toxinen, bijv. Van MRSA

De nanosponges zijn in staat om "poriënvormende toxinen" te vernietigen, dat is agenten die cellen vernietigen door gaten in hun membranen te plassen.

Aangezien ze verschillende poriënvormende toxinen kunnen absorberen, ongeacht hun moleculaire samenstelling, bieden ze een significant voordeel ten opzichte van andere anti-toxine technologieën die elk toxine type hebben om hun eigen op maat gemaakte anti-toxine te hebben, zegt het team.

Voor de studie hebben Zhang en collega's getest hoe goed hun nanosponges behandeld werden met alfa-hemolysine toxine van MRSA bij muizen.

Voor de injectie van de muizen met de nanosponges kon 89% van hen dodelijke doses van het toxine overleven. Het geven van de injectie na de dodelijke dosering resulteerde in 44% overleving.

Het team streeft naar de ontwikkeling van goedgekeurde therapieën met behulp van hun aanpak. Een van de eerste applicaties die ze willen ontwikkelen is een behandeling voor MRSA, daarom kozen ze voor een van de meest virulente toxinen die de drug resistente bacterie produceert.

Nanosponges bedekt met rood bloedcelmembraan

Een van de eerste typen cellen die poriënvormende toxinen aanvallen zodra ze in het lichaam komen, zijn rode bloedcellen. Wanneer een groep toxinen dezelfde cel doorsteekt, vormt het een porie waarin een ongecontroleerde stroom ionen stroomt waardoor de cel sterft.

Wordt bedekt met een rood bloedcellenmembraan, lijken de nansponges op rode bloedcellen en dienen als deco's om de toxines te verzamelen. De sponzen absorberen de schadelijke toxinen, waardoor ze afkomstig zijn van hun cellulaire doelen.

Om de nanosponges in rode bloedcelmembranen of vellen te bedekken, scheiden het team eerst de rode bloedcellen van een klein bloedmonster in een centrifuge en zetten ze vervolgens in een oplossing waardoor ze zwellen en barsten. Dit laat de hemoglobine los en laat de rode bloedcellen achter.

Zij mengden vervolgens de rode bloedcelskins met de balvormige nanosponges tot ze met een rode bloedcelmembraan werden bedekt.

Vanwege de betrokken schalen heeft slechts één bloedcelmembraan genoeg huid om duizenden nanosponges te bedekken (de sponzen zijn ongeveer 3.000 kleiner dan een rode bloedcel).

Nanosponges vermomd als rode bloedcellen ontwijken immuunsysteem

Een ander voordeel van het bedekken van de nanosponges in rode bloedcelmembranen is dat ze een tijdje in de bloedbaan kunnen overleven voordat ze door het immuunsysteem worden aangevallen.

In een eerdere studie had het team al aangetoond hoe nanodeeltjes vermomd werden aangezien rode bloedcellen kunnen worden gebruikt om kanker drugs rechtstreeks aan tumoren te leveren.

In deze studie had de nansponges een halveringstijd van 40 uur in de bloedstroom van de muizen. Uiteindelijk werden zowel de nanosponges en hun gevangen toxische ladingen veilig afgebroken in de lever, zonder detecteerbare schade.

Elke nanospoeder mompelt veel giftige moleculen op

Slechts een dosis van de nanosponges is genoeg om de bloedbaan te overstromen, meer dan rode bloedcellen en de toxinen te onderscheppen.

Experimenteren met de sponzen in proefbuisjes bleek het team dat elke nanosponge heel wat moleculen van elk toxine zou kunnen absorberen, afhankelijk van het toxine.

Bijvoorbeeld, een enkele nanosponge kan ongeveer 85 moleculen van het alfa-hemolysine toxine dat MRSA produceert produceert , Of 30 stretpolysine-O-toxinen of 850 melittine monomeren, beide toxinen bij bijgifte.

Bij muizen vonden de onderzoekers nanosponges en alfa-hemolysine toxine in een verhouding van 1 nanosponge aan elk 70 moleculen toxine, neutraliseerde het toxine en veroorzaakte geen detecteerbare schade.

Het team wil nu de nanosponges testen in klinische proeven.

Fondsen van de National Science Foundation, het Nationaal Instituut voor Diabetes en de spijsvertering en nierziekten hielpen de studie te financieren.

Nanoengineering is een snel groeiend gebied dat materiaal creëert met opmerkelijk gevarieerde en nieuwe eigenschappen, en met veel potentieel in veel sectoren, van gezondheidszorg tot bouw en elektronica. In de geneeskunde belooft nanotechnologie om de levering van geneesmiddelen, gentherapie, diagnostiek en veel gebieden van onderzoek, ontwikkeling te herzien en zoals deze studie klinische toepassing toont.

Wetenschappers geloven ook dat nanowetenschappen en nanotechnologie de hersenenactiviteitskaart kunnen helpen voor de hersenen, wat het Human Genome Project voor genetica heeft gedaan.

New antibiotics from the microbial dark matter (Video Medische En Professionele 2018).

Sectie Kwesties Op De Geneeskunde: Medische praktijk