211service.com
Nanopartikel forklædt som en blodcelle bekæmper bakteriel infektion
En nanopartikel pakket ind i en membran af røde blodlegemer kan fjerne toksiner fra kroppen og kan bruges til at bekæmpe bakterielle infektioner, ifølge forskning offentliggjort i dag i Natur nanoteknologi .
Smart forklædning: Dette transmissionselektronmikroskopbillede viser en polymer nanopartikelkerne pakket ind i en ægte røde blodlegememembran.
Resultaterne viser, at nanopartiklerne kunne bruges til at neutralisere toksiner produceret af mange bakterier, herunder nogle, der er antibiotika-resistente, og kunne modvirke giftens giftighed fra en slange eller skorpion angreb, siger Liangfang Zhang , professor i nanoteknik ved University of California, San Diego. Zhang ledede forskningen.
Nanosvampene virker ved at målrette mod såkaldte poredannende toksiner, som dræber celler ved at stikke huller i dem. En af de mest almindelige klasser af proteintoksiner i naturen, poredannende toksiner udskilles af mange typer bakterier, bl.a. Staphylococcus aureus , hvoraf antibiotika-resistente stammer, kaldet MRSA, er endemiske på hospitaler verden over og forårsager titusindvis af dødsfald årligt. De er også til stede i mange typer dyregift.
Der er en række eksisterende terapier designet til at målrette den molekylære struktur af poredannende toksiner og deaktivere deres celledræbende funktioner. Men de skal tilpasses til forskellige sygdomme og tilstande, og der er over 80 familier af disse skadelige proteiner, hver med en forskellig struktur. Ved at bruge den nye nanosvampeterapi, siger Zhang, kan vi neutralisere hver enkelt, uanset deres molekylære struktur.
Det er en indpakning: Denne illustration viser, hvordan nanosvampens faste polymerkerne (grøn) er omgivet af en rød blodlegememembran (rød). De blå strukturer repræsenterer absorberede toksiner.
Zhang og hans kolleger viklede ægte røde blodlegememembraner omkring biokompatible polymere nanopartikler. Et enkelt rødt blodlegeme leverer nok membranmateriale til at producere over 3.000 nanosvampe, hver omkring 85 nanometer (en nanometer er en milliardtedel af en meter) i diameter. Da røde blodlegemer er et primært mål for poredannende toksiner, fungerer nanosvampene som lokkefugle en gang i blodbanen, absorberer de skadelige proteiner og neutraliserer deres toksicitet. Og fordi de er så små, vil nanosvampene være langt større end de rigtige røde blodlegemer i systemet, siger Zhang. Det betyder, at de har en meget større chance for at interagere med og absorbere toksiner, og de kan således lede toksinerne væk fra deres naturlige mål.
I dyreforsøg viste forskerne, at den nye terapi i høj grad øgede overlevelsesraten for mus, der fik en dødelig dosis af et af de mest potente poredannende toksiner. Leverbiopsier flere dage efter injektionen afslørede ingen skade, hvilket tyder på, at nanosvampene sammen med de sekvestrerede toksiner var sikkert fordøjet efter ophobning i leveren.
Hvis lægemidlet kan opnå regulatorisk godkendelse, siger Zhang, vil den største anvendelse være behandlingen af bakterielle infektioner, især dem, der involverer antibiotika-resistente bakterier. Neutralisering af bakterielt producerede toksiner beskytter ikke kun kroppen, men kan også svække bakterierne mod immunsystemet, da bakterierne ikke længere kan stole på toksinerne for beskyttelse, siger Zhang. Dette er en af ideerne bag en relativt ny tilgang til behandling af antibiotika-resistente bakterieinfektioner, kaldet antivirulens terapi .
Zhang siger, at hans gruppe håber at forfølge kliniske forsøg med nanosvampeterapi snart, og han er optimistisk med hensyn til udsigterne. Polymeren, der udgør dens kerne, er allerede FDA-godkendt, og den røde blodlegememembran er sikker, da den er taget fra kroppen, siger han. Sammenlignet med andre typer lægemidler, siger Zhang, forestiller jeg mig meget mindre forhindringer for kliniske forsøg og godkendelse.