Bakterie odolné vuci lékum - navrhování nanocástic pro vysoké dávky antibiotik

Vysoce cílené nanocástice, které dodávají obrovské dávky stávajících antibiotik, by mohly být pouzity k pretízení obrany bakterií rezistentních vuci lékum, výzkumníci z Brigham a Women's Hospital a MIT uvedli v casopise ACS Nano. Autori vysvetlují, ze vývoj nových antibiotik, které mohou být pouzity pro rostoucí pocet bakterií, které se staly rezistentními vuci stávajícím lékum, se stalo nesmírne nárocným.
Vedci k tomuto cíli pracují tím, ze vyvíjejí nanocástice, které napadají imunitní systém, zamerují se na infekcní místa a následne uvolnují zamerený antibiotický útok.
Podle predního autora Aleksa Radovica-Morena, který je absolventem MIT, by tato strategie snízila vedlejsí úcinky nekterých antibiotik a chránila prospesné bakterie, které bezne zijí v lidském tele.
Nové nanocástice byly vytvoreny z polymeru zakonceného polyethylenglykolem (PEG), který se bezne pouzívá pro podávání léku kvuli jeho netoxickým vlastnostem a proto, ze muze pomoci transportovat nanocástice pres krevní obeh bez toho, aby je imunitní systém detekoval. Vedci pak indukovali cástice specificky na bakterie. Predchozí pokusy zamerit cástice na bakterie tím, ze jim poskytnou pozitivní náboj, který je pritahuje k negativne nabitým bunecným stenám bakterií, nebyly úspesné, vzhledem k tomu, ze imunitní systém má tendenci vycistit pozitivne nabité nanocástice z tela, nez se mohou setkat s bakteriemi.
Tým dokázal tuto prekázku prekonat navrzením nanocástic obsahujících antibiotika, které mohou prepínat jejich náboj v závislosti na svém prostredí, napríklad kdyz cirkulují v krevním recisti, náboj cástecek je mírne negativní, a presto, kdyz narazí na infekcní místo, získávají coz je pozitivní náboj, který jim umoznuje tesne se svázat s bakteriemi a uvolnovat uzitecné mnozství léku.
Spínac je vyvolán kvuli mírne kyselému prostredí kolem bakterií. Infekcní místa mohou být o neco kyselejsí ve srovnání s normálními telovými tkánemi, protoze bakterie, které zpusobují onemocnení, se rychle mnozí a vycerpávají kyslík. Nedostatecná hladina kyslíku vsak zpusobuje zmenu v metabolismu bakterií, coz vyvolává vznik organických kyselin. Imunitní bunky tela se snazí pomoci - bunky neutrofilu zacínají produkovat kyseliny tak, aby konzumovaly bakterie.
Nanocástice mají pH-citlivou vrstvu, která je vyrobena z dlouhých retezcu aminokyseliny histidin tesne pod vnejsí PEG vrstvou. Kdyz hladina pH klesne ze 7 na 6, to znamená, kdyz se stává kyselejsí, molekula polyhistidinu má tendenci získat protony, které dávají molekule pozitivní náboj.
Nanocástice zacínají uvolnovat uzitecné zatízení drog, které jsou zakotveny v jádru cástic, jakmile se naváze na bakterie. Vedci navrhli cástice, aby dodávaly vankomycin, který se pouzívá k lécení infekcí rezistentních vuci lékum. Nicméne je mozné modifikovat cástice k dodávání jiných antibiotik nebo kombinací léku. S rostoucí kyselostí mnoho antibiotik ztrácí svou úcinnost. Tým vsak zjistil, ze antibiotika nesená nanocásticemi si udrzují svou úcinnost lépe nez tradicní antibiotika. Soucasná verze nanocástic vypoustí své uzitecné mnozství léku za jeden az dva dny.
Radovic-Moreno komentuje:
"Nechcete jen krátký výbuch drogy, protoze bakterie se mohou zotavit, jakmile je droga pryc. Chcete prodlouzené uvolnení léku tak, aby bakterie neustále zasahovaly velké mnozství drogy, dokud nebudou vymazány."
Výzkumníci uvádejí, ze ackoli je zapotrebí dalsího vývoje, verí, ze vysoké dávky jejich cástecek mohou eventuálne pomoci prekonat bakteriální rezistenci.
Radovic-Moreno uzavírá:

"Jsou-li bakterie rezistentní na léky, neznamená to, ze prestanou reagovat, to znamená, ze reagují, ale pouze ve vyssích koncentracích. A duvodem, proc tyto klinicky nedokázete, je to, ze antibiotika jsou nekdy toxická nebo nezustanou místo infekce dost dlouho. "

Prístup by se mohl vyporádat s jednou moznou prekázkou vzhledem k tomu, ze tam jsou také záporne nabité tkánové bunky a proteiny v místech infekce, které jsou schopné soutezit s bakteriemi ve vazbe na nanocástice a potenciálne je inhibovat vazbou na bakterie. Vedci nyní zkoumají, do jaké míry to muze omezit úcinnost jejich nanocástice; budou také provádet studie na zvíratech, aby zjistily, zda cástice zustanou v tele citlivé na pH a ze budou cirkulovat dostatecne dlouho, aby dosáhly svých cílu.
Zajímavý clánek:
"Nanotechnologie v medicíne: obrovský potenciál, ale jaké jsou rizika?" (Catharine Paddock PhD)
Napsal Petra Rattue