Tandem na lekooporne bakterie

Naukowcy z MIT-u odkryli, że sposobem na lekooporne bakterie mogą być tandemy peptydowe dostarczane w porowatych nanocząstkach. Co ważne, tandemy są 30-krotnie bardziej skuteczne od pojedynczych peptydów.

W ramach studium zespół z kilku instytucji odkrył, że peptyd antydrobnoustrojowy (ang. antimicrobial peptides, AMP) umieszczony w krzemowej nanocząstce ogranicza liczebność bakterii w płucach myszy zarażonych pałeczką ropy błękitnej (Pseudomonas aeruginosa). Autorzy publikacji z pisma Advanced Materials uważają, że metodę można przystosować do innych sprawiających trudności terapeutyczne zakażeń, np. gruźlicy.

Naukowcy podkreślają, że wzorowali się na strategii wykorzystywanej wcześniej do dostarczania leków przeciwnowotworowych. Te dwa przypadki łączy wiele podobieństw w zakresie wyzwań transportowo-logistycznych. W zakażeniu, tak jak przy nowotworze, trzeba coś wybiórczo zabić za pomocą leku z potencjalnymi skutkami ubocznymi - opowiada prof. Sangeeta Bhatia.

Bhatia już kilka lat temu zaczęła badać dostarczanie peptydów antydrobnoustrojowych z użyciem nanocząstek. Jej zespół postanowił wtedy połączyć AMP z innym peptydem, który ułatwiałby lekowi pokonanie błon bakteryjnych. Naukowcy bazowali na wcześniejszych pracach, które sugerowały, że tandemy peptydowe skutecznie zabijają komórki nowotworowe.

Podczas eksperymentów akademicy łączyli sztuczną toksynę zwaną KLAKAK z 25 peptydami, które wchodzą w interakcje z błonami bakteryjnymi. Najskuteczniejsze okazało się połączenie KLAKAK i laktoferyny. Tandem peptydowy był dostarczany do płuc w porowatych nanocząstkach krzemowych (ang. porous silicon nanoparticles, pSiNPs). Naukowcy podkreślają, że nanomateriał zapewniał lepsze profile bezpieczeństwa niż wolne peptydy.

Istotne jest to, że krzemowe opakowanie zapobiega przedwczesnemu uwalnianiu peptydów i uszkadzaniu tkanek w drodze do celu. W ramach badań Amerykanie wprowadzali nanocząstki bezpośrednio do tchawicy, ale dla ludzi zamierzają opracować wersję do wdychania.

Gdy nanocząstki dostarczono myszom z agresywną infekcją bakteryjną, w ich płucach pozostała ostatecznie zaledwie jedna milionowa liczby bakterii z płuc nieleczonych zwierząt. W dodatku żyły one dłużej. Okazało się także, że peptydy zabijały szczepy lekoopornych pałeczek, które pobrano od pacjentów i hodowano w laboratorium.

porowate nanocząstki krzemowe peptydy antydrobnoustrojowe lekooporność pałeczka ropy błękitnej Sangeeta Bhatia