211service.com
Nanopartikel förklädd som en blodcell bekämpar bakterieinfektion
En nanopartikel insvept i ett membran av röda blodkroppar kan ta bort gifter från kroppen och kan användas för att bekämpa bakterieinfektioner, enligt forskning som publiceras idag i Naturens nanoteknik .
Smart förklädnad: Denna transmissionselektronmikroskopbild visar en polymer nanopartikelkärna insvept i ett riktigt membran av röda blodkroppar.
Resultaten visar att nanopartiklarna kan användas för att neutralisera toxiner som produceras av många bakterier, inklusive några som är antibiotikaresistenta, och kan motverka giftets giftighet från en orm eller skorpion attack, säger Liangfang Zhang , professor i nanoteknik vid University of California, San Diego. Zhang ledde forskningen.
Nanosvamparna fungerar genom att rikta in sig på så kallade porbildande gifter, som dödar celler genom att sticka hål i dem. En av de vanligaste klasserna av proteintoxiner i naturen, porbildande gifter utsöndras av många typer av bakterier, inklusive Staphylococcus aureus , varav antibiotikaresistenta stammar, kallade MRSA, är endemiska på sjukhus över hela världen och orsakar tiotusentals dödsfall årligen. De finns också i många typer av djurgift.
Det finns en rad befintliga terapier utformade för att rikta in sig på den molekylära strukturen hos porbildande toxiner och inaktivera deras celldödande funktioner. Men de måste anpassas för olika sjukdomar och tillstånd, och det finns över 80 familjer av dessa skadliga proteiner, var och en med olika struktur. Med den nya nanosvampterapin, säger Zhang, kan vi neutralisera varenda en, oavsett deras molekylära struktur.
Det är en wrap: Den här illustrationen visar hur nanosvampens fasta polymerkärna (grön) är omgiven av ett rött blodkroppsmembran (rött). De blå strukturerna representerar absorberade gifter.
Zhang och hans kollegor lindade riktiga röda blodkroppsmembran runt biokompatibla polymera nanopartiklar. En enda röd blodkropp ger tillräckligt med membranmaterial för att producera över 3 000 nanosvampar, var och en cirka 85 nanometer (en nanometer är en miljarddels meter) i diameter. Eftersom röda blodkroppar är ett primärt mål för porbildande gifter, fungerar nanosvamparna som lockbete en gång i blodomloppet, absorberar de skadliga proteinerna och neutraliserar deras toxicitet. Och eftersom de är så små kommer nanosvamparna att vara betydligt fler än de riktiga röda blodkropparna i systemet, säger Zhang. Detta betyder att de har en mycket högre chans att interagera med och absorbera gifter, och kan därför leda bort gifterna från deras naturliga mål.
I djurförsök visade forskarna att den nya terapin kraftigt ökade överlevnaden för möss som fick en dödlig dos av ett av de mest potenta porbildande toxinerna. Leverbiopsier flera dagar efter injektionen avslöjade inga skador, vilket tyder på att nanosvamparna, tillsammans med de sekvestrerade toxinerna, smältes säkert efter att de samlats i levern.
Om läkemedlet kan uppnå regulatoriskt godkännande, säger Zhang, skulle den huvudsakliga tillämpningen vara behandling av bakteriella infektioner, särskilt de som involverar antibiotikaresistenta bakterier. Att neutralisera bakteriellt producerade toxiner skyddar inte bara kroppen, utan kan också försvaga bakterierna mot immunförsvaret, eftersom bakterierna inte längre kan förlita sig på toxinerna för skydd, säger Zhang. Detta är en av idéerna bakom ett relativt nytt tillvägagångssätt för behandling av antibiotikaresistenta bakterieinfektioner, som kallas antivirulens terapi .
Zhang säger att hans grupp hoppas kunna genomföra kliniska prövningar av nanosvampterapi snart, och han är optimistisk om dess utsikter. Polymeren som utgör dess kärna är redan FDA-godkänd, och det röda blodkroppsmembranet är säkert eftersom det tas från kroppen, säger han. Jämfört med andra typer av läkemedel, säger Zhang, föreställer jag mig mycket mindre hinder för kliniska prövningar och godkännande.