Zlato by mohlo byť neočakávanou tajnou zbraňou, ktorú potrebujeme proti antibiotickej rezistencii

Stafylokok obklopujúci mŕtvu bielu krvinku. (Callista Images/Getty Images)

Naplnenie vreciek mikróbov zlatom môže byť šikovný spôsob, ako ukončiť infekciu. Frustrujúce je, že vedci sa snažili premeniť tento nuget vedomostí na praktickú antimikrobiálnu terapiu.

Výskumníci z Southern University of Science and Technology a Fudan University v Číne a University of Leeds vo Veľkej Británii nedávno spojili svoje sily, aby prebalili zlaté nanoklastre, aby boli príťažlivejšie pre baktérie a menej škodlivé pre naše telo.

Splietaním zlata do dvoch molekúl s kontrastnými úrovňami elektrostatickej lepivosti tím vytvoril časticu, ktorá má potenciál preraziť diery v obrane mnohých bežných bakteriálnych patogénov bez toho, aby sa zdržiavali a poškodili okolité tkanivá.



Na prvý pohľad sa zlato nemusí zdať ako zjavná liečba na zabíjanie baktérií. Tento ťažký prvok zredukovaný na jemný prach v nanometroch je schopný spôsobiť vážne škody.

Jedným zo spôsobov, ako to nanočastice zlata zvládajú, je uľahčenie chemických reakcií, ktoré uvoľňujú druhy kyslíka schopné poškodiť DNA. Ďalším je zasahovanie do bunkových membrán, čím sa stávajú priepustnejšie pre rôzne toxické látky, ako sú antibiotiká. Môžu tiež absorbovať svetlo z laseru s veľkou účinnosťou, ohrievajú a opekajú ich okolie.

Bohužiaľ, takéto šikovné spôsoby čistenia infekcií nie vždy odlíšia baktérie od hostiteľa, ohroziť naše vlastné bunky z terapií nanočasticami zlata.

Potrebujeme spôsob, ako povzbudiť baktérie, aby nabrali toľko zlata, koľko len môžu, a zároveň zabezpečiť, aby naše vlastné bunky nerobili to isté.

V posledných rokoch inžinieri manipulovali so správaním nanočastíc zlata dvoma spôsobmi.

Jedným z nich je presne kontrolovať ich veľkosť. Udržiavanie častíc pod hranicou dvoch nanometrov pomáha časticiam lepšie prekĺznuť obličkami, čo umožňuje rýchlejší odchod z nášho tela. Vedci sa teda zamerali na obmedzenie veľkosti ich zhlukov iba na 25 atómov.

Druhým je začlenenie „lepkavých“ chemických štruktúr nazývaných ligandy, ktoré poskytujú rôzne vlastnosti umožňujú ich ľahké sledovanie alebo pomoc ovládať tvar častice .

V tomto prípade, aplikovaním pozitívne nabitého ligandu na zhluky, tím dúfal, že zápornejšie nabité bakteriálne bunky pritiahnu zlato, ako sveter priťahuje mačacie chlpy.

Ďalšie vylepšovanie častíc, aby bolo ešte menej pravdepodobné, že budú mať dopad na telo hostiteľa, by znamenalo veľký pokrok pri premene terapie zlatom na klinickú realitu. Ale minulé štúdie mali len málo šťastia pri uzatváraní zlatých nanočastíc niečím viac ako len jednotypovým ligandom, pretože metódy integrácie ligandov s rôznymi talentmi majú tendenciu byť nekompatibilné.

Tentoraz mal tím víťazný vzorec, založený na kombinácii kladne nabitej zlúčeniny tzv pyridínium a a zwitterión , zlúčenina, ktorá má kladne aj záporne nabité skupiny.

Pyridínium pomáha urobiť zlato príťažlivejším pre baktérie. Zwitterión bol vybraný na základe predchádzajúcich štúdií, ktoré preukázali zlepšenú stabilitu a zvýšenú kompatibilitu s tkanivami zvierat.

Testované narezistentný na meticilín Staphylococcus epidermidis (MRSE), rozšírené zlaté nanoklastre mali jasný vplyv na schopnosť baktérií agregovať sa. Vytváral tiež reaktívne formy kyslíka a ovplyvnil integritu jeho membrán.

Ešte lepšie je, keď sa potom dávkovali rôzne antibiotiká, počet baktérií klesol. V jednom prípade sa dávka potrebná na inhibíciu rastu MRSE znížila viac ako 100-násobne.

Testy na potkanoch s kožnými infekciami MRSE pomohli potvrdiť, že zlaté nanočastice napomáhali hojeniu bez toho, aby sa zdržiavali na obtiaž.

Systematickým vyladením pomeru dvoch ligandov sme identifikovali spôsob využitia zlatých nanoklastrov nielen na to, aby pôsobili ako účinné antimikrobiálne látky, ale aj ako mechanizmus na zvýšenie účinnosti antibiotík, ktoré sa stali neúčinnými kvôli rezistencii baktérií na liečivá. hovorí Dejian Zhou, chemický inžinier z Leedsu.

'Výskum má význam pre spôsob, akým by sme mali uvažovať o reakcii na antimikrobiálnu rezistenciu.'

Zvyšovanie odolnosti voči antibiotikámje jedným z naliehavejších problémov modernej medicíny, ktorý hrozí, že niektoré z našich najcennejších obranných prostriedkov proti infekcii budú zbytočné.

Hľadanie nových spôsobovzabiť baktérie je všetko v poriadku. Ale nájsť spôsoby, ako sa držať našich existujúcich liečebných postupov, by tiež bolo veľkou úľavou.

Doslova by to mohla byť jedinečná príležitosť dať nám druhú šancu na ochranu pred chorobami, ktoré si v histórii vyžiadali toľko životov.

Tento výskum bol publikovaný v r Chemická veda .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.