Высоко предназначенные наночастицы, поставляющие огромные дозы существующих антибиотиков, могли использоваться, чтобы перегрузить защиту резистентных к лекарственным средствам бактерий, исследователей от Бриэма и Женской Больницы, и MIT сообщил в журнале ACS Nano. Авторы объяснили, что развитие новых антибиотиков, которые могут использоваться эффективные для растущего числа бактерий, ставших устойчивыми к существующим лекарствам, стало чрезвычайно вызывающим.
Ученые работали для этой цели путем развития наночастицы, вторгающейся в иммунную систему, предназначаясь для мест инфекции, и впоследствии выпустите сосредоточенный антибиотический приступ.?По словам ведущего автора, Алекс Радович-Морено, который является аспирантом MIT, эта стратегия, понизил бы побочные эффекты некоторых антибиотиков и защитил бы полезные бактерии, обычно живущие в человеческом теле.Новые наночастицы были созданы из полимера, увенчанного с полиэтиленгликолем (ШТИФТ), обычно использующийся для доставки лекарственных средств из-за ее нетоксичных свойств и потому что это может помочь транспортировать наночастицы через кровоток, не будучи обнаруженным иммунной системой. Исследователи тогда побудили частицы специфично предназначаться для бактерий.
Предыдущие попытки предназначаться для частиц бактериям путем предоставления им, положительный заряд, привлекающий их к отрицательно заряженным клеточным оболочкам бактерий, не был успешен, учитывая, что иммунная система склоняется к ясным положительно наполненным наночастицам от тела, прежде чем они смогут столкнуться с бактериями.Команда умела преодолевать это препятствие путем проектирования несущих антибиотик наночастиц, которые могут переключить их обвинение в зависимости от их среды, например, циркулируя в кровотоке, обвинение частиц немного отрицательно, все же при столкновении с местом инфекции, они получают положительный заряд, позволяющий им связывать плотно с бактериями и выпускать свой полезный груз лекарственного средства.
Выключатель призван из-за немного кислой среды окружающие бактерии. Места инфекции могут быть немного более кислыми по сравнению с нормальной тканью тела, потому что бактерии, вызывающие болезнь, воспроизводят быстро и истощают кислород. Недостаточные кислородные уровни, однако, вызывают изменение в бактериальном метаболизме, побуждающем их генерировать органические кислоты.
Иммуноциты тела пытаются помочь – клетки нейтрофилов начинают производить кислоты чтобы для поглотить бактерии.Наночастицы имеют чувствительный к pH слой, сделанный из длинных цепочек гистидина аминокислоты чуть ниже внешнего слоя ШТИФТА. Когда падение уровня рН от 7 до 6, т.е. когда это становится более кислым, молекула полигистидина, имеет тенденцию получать протоны, дающие молекуле положительный заряд.
Наночастицы начинают выпускать свой полезный груз лекарственного средства, залитый в ядро частицы, как только они связывают с бактериями. Исследователи проектировали частицы, чтобы поставить ванкомицин, использующийся, чтобы лечить резистентные к лекарственным средствам инфекции, Однако возможно изменить частицы, чтобы поставить другие антибиотики или комбинации препаратов.
С увеличивающейся кислотностью много антибиотиков имеют тенденцию терять свою эффективность. Однако команда обнаружила, что антибиотики, которые несут наночастицы, сохранили свою потенцию лучше, чем традиционные антибиотики.
Текущая версия наночастиц освобождает от обязательств свой полезный груз лекарственного средства более чем один – два дня.Радович-Морено комментирует:«Вы не хотите просто кратковременную вспышку лекарственного средства, потому что бактерии могут выздороветь, как только лекарственного средства не стало. Вы хотите расширенный выпуск лекарственного средства так, чтобы бактерии были постоянно поражены высокими количествами лекарственного средства, пока они не были ликвидированы».
Исследователи заявляют, что несмотря на то, что дальнейшее развитие необходимо, они полагают, что большие дозы их обеспеченные частицы могли в конечном счете помочь преодолеть бактериальную устойчивость.Радович-Морено завершает:«Когда бактерии являются устойчивым лекарственным средством, это не означает, что они прекращают отвечать, это означает, что они отвечают, но только при более высоких концентрациях.
И причина, Вы не можете достигнуть их клинически, состоит в том, потому что антибиотики иногда токсичны, или они не остаются в том месте инфекции достаточно долго».Подходу, вероятно, придется иметь дело с одним возможным препятствием, учитывая, что существуют также отрицательно наполненные клетки ткани и белки на местах инфекции, которые в состоянии конкурировать с бактериями в связывании с наночастицами и потенциально запретить им связывание с бактериями.
Исследователи в настоящее время занимаются расследованиями, до какой степени это может ограничить эффективность их поставки наночастицы; они также проведут исследования на животных, чтобы определить, будут ли частицы оставаться чувствительными к pH в теле и циркулировать довольно долго, чтобы достигнуть их целей.Интересная похожая статья:«Нанотехнологии в медицине: огромный потенциал, но каковы риски?» (Доктор философии Кэтрин Паддок)