211service.com
Nanodeeltjes vermomd als bloedcel bestrijdt bacteriële infectie
Een nanodeeltje verpakt in een rode bloedcelmembraan kan gifstoffen uit het lichaam verwijderen en zou kunnen worden gebruikt om bacteriële infecties te bestrijden, volgens onderzoek dat vandaag is gepubliceerd in Natuur Nanotechnologie .
Slimme vermomming: Dit transmissie-elektronenmicroscoopbeeld toont een polymere nanodeeltjeskern gewikkeld in een echt membraan van rode bloedcellen.
De resultaten tonen aan dat de nanodeeltjes kunnen worden gebruikt om toxines te neutraliseren die door veel bacteriën worden geproduceerd, waaronder enkele die resistent zijn tegen antibiotica, en de toxiciteit van gif van een slang- of schorpioenaanval kunnen tegengaan, zegt Liangfang Zhang , een professor in nano-engineering aan de Universiteit van Californië, San Diego. Zhang leidde het onderzoek.
De nanosponzen werken door zich te richten op zogenaamde porievormende gifstoffen, die cellen doden door er gaten in te maken. Een van de meest voorkomende klassen van eiwittoxines in de natuur, porievormende toxines worden uitgescheiden door vele soorten bacteriën, waaronder Staphylococcus aureus , waarvan antibioticaresistente stammen, MRSA genaamd, endemisch zijn in ziekenhuizen over de hele wereld en jaarlijks tienduizenden doden veroorzaken. Ze zijn ook aanwezig in veel soorten dierengif.
Er is een reeks bestaande therapieën die zijn ontworpen om de moleculaire structuur van porievormende toxines aan te pakken en hun celdodende functies uit te schakelen. Maar ze moeten worden aangepast aan verschillende ziekten en aandoeningen, en er zijn meer dan 80 families van deze schadelijke eiwitten, elk met een andere structuur. Met behulp van de nieuwe nanosponstherapie, zegt Zhang, kunnen we ze allemaal neutraliseren, ongeacht hun moleculaire structuur.
Het zit erop: Deze afbeelding laat zien hoe de vaste polymeerkern van de nanospons (groen) wordt omgeven door een rode bloedcelmembraan (rood). De blauwe structuren vertegenwoordigen geabsorbeerde toxines.
Zhang en zijn collega's wikkelden echte rode bloedcelmembranen rond biocompatibele polymere nanodeeltjes. Een enkele rode bloedcel levert genoeg membraanmateriaal om meer dan 3000 nanosponzen te produceren, elk met een diameter van ongeveer 85 nanometer (een nanometer is een miljardste van een meter). Omdat rode bloedcellen een primair doelwit zijn van porievormende toxines, fungeren de nanosponzen als lokvogels zodra ze in de bloedbaan zijn, absorberen ze de schadelijke eiwitten en neutraliseren ze hun toxiciteit. En omdat ze zo klein zijn, zullen de nanosponzen veel groter zijn dan de echte rode bloedcellen in het systeem, zegt Zhang. Dit betekent dat ze een veel grotere kans hebben om in wisselwerking te treden met en gifstoffen te absorberen, en dus de gifstoffen kunnen afleiden van hun natuurlijke doelwitten.
In dierproeven toonden de onderzoekers aan dat de nieuwe therapie de overlevingskans van muizen die een dodelijke dosis van een van de krachtigste poriënvormende toxines kregen, aanzienlijk verhoogde. Leverbiopten enkele dagen na de injectie onthulden geen schade, wat aangeeft dat de nanosponzen, samen met de gesekwestreerde toxines, veilig werden verteerd nadat ze zich in de lever hadden opgehoopt.
Als het medicijn de wettelijke goedkeuring kan krijgen, zegt Zhang, zou de belangrijkste toepassing de behandeling van bacteriële infecties zijn, vooral die waarbij antibioticaresistente bacteriën zijn betrokken. Het neutraliseren van bacterieel geproduceerde toxines beschermt niet alleen het lichaam, maar kan de bacteriën ook verzwakken tegen het immuunsysteem, omdat de bacteriën niet langer op de toxines kunnen vertrouwen voor bescherming, zegt Zhang. Dit is een van de ideeën achter een relatief nieuwe benadering voor de behandeling van antibioticaresistente bacteriële infecties, genaamd anti-virulentie therapie .
Zhang zegt dat zijn groep binnenkort klinische proeven met de nanosponstherapie hoopt voort te zetten, en hij is optimistisch over de vooruitzichten. Het polymeer waaruit de kern bestaat, is al door de FDA goedgekeurd en het rode bloedcelmembraan is veilig omdat het uit het lichaam wordt gehaald, zegt hij. Vergeleken met andere soorten medicijnen, zegt Zhang, zie ik veel minder hindernissen voor klinische proeven en goedkeuring.