Gel bekæmper lægemiddelresistente bakterier og inducerer kroppens naturlige immunforsvar

I kampen mod multiresistente bakterier, forskere i Sverige har udviklet en ny form for antibiotikafri beskyttelse til sår, der dræber lægemiddelresistente bakterier og inducerer kroppens eget immunrespons til at bekæmpe infektioner.

Indrapportering Journal of the American Chemical Society , forskere fra KTH Kgl. Karolinska Institutet og Karolinska Universitetshospital siger, at den nye behandling er baseret på specialudviklede hydrogeler bestående af polymerer kendt som dendritiske makromolekyler.

KTH-professor Michael Malkoch siger, at hydrogelerne dannes spontant, når de sprøjtes på sår og 100 procent nedbrydelige og ikke-giftige. "Dendritiske hydrogeler er fremragende til sårforbindingsmaterialer på grund af deres bløde, klæbende og bøjelige taktile egenskaber, som giver ideel kontakt på huden og opretholder det fugtige miljø til gavn for optimal sårheling, " han siger.

De antibakterielle virkninger af hydrogelerne er endnu ikke fuldt ud forstået, men nøglen ligger i disse makromolekylers struktur. Det er kendetegnet ved velordnede grene, der afsluttes med et væld af kationiske, opkrævede kontaktpunkter.

"Bakterieceller er interaktive, og det samme er dendritiske makromolekyler, " siger han. "Når de mødes, det bliver ikke godt for bakterierne."

Karolinska Institutets professor Annelie Brauner siger, at på trods af at det ikke indeholder antibiotika, hydrogelerne viser fremragende antibakterielle egenskaber og var effektive mod et bredt spektrum af kliniske bakterier, dræber både Gram-positive og Gram-negative bakterier, herunder lægemiddelresistente stammer isoleret fra sår. Materialet reducerer også inflammation.

Hydrogelerne blev testet mod flere klinisk relevante smitsomme bakterier, herunder Staphylococcus aureus (S. aureus), og Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa). Hydrogelerne viste sig at være 100 procent effektive til at dræbe P. aeruginosa; og næsten lige så effektiv til at dræbe S. aureus.

Celleinfektionstest viste, at gelen ikke kun effektivt dræbte kliniske lægemiddelresistente bakterier fra sår, men inducerede også ekspressionen af ​​naturligt eksisterende antimikrobielle peptider - eller endogene antibiotika - i menneskelige hudceller.

"Disse endogene antibiotika hjælper med at bekæmpe bakterier og fjerne infektionen, " siger Brauner. "I modsætning til traditionelle antibiotika, hvor bakterier hurtigt kan udvikle resistens, resistens over for antimikrobielle peptider, er meget sjældent set."

Hydrogelen er endnu mere vellykket til at dræbe methicillin-resistente S. aureus (MRSA) sammenlignet med en kommercielt tilgængelig hydrogel sårforbinding i brug i dag.

De dendritiske polymerer, der udgør hydrogelen, er baseret på polyethylenglycol (PEG) og propionsyre (bis-MPA). Ligner smukt beskårede æbletræer, dendritiske polymerers grene ender med adskillige perifere kontaktpunkter, der bærer en kationisk ladning, som interagerer stærkt med negativt ladede bakterielle cellemembraner.

"Deres veldesignede, forgrenet struktur og skalerbarhed gør dem til ideelle stilladser til biomedicinske applikationer, " siger Malkoch.

Malkochs laboratorium har været målrettet mod hudinfektioner med den dendritisk-baserede platform i mere end et år, og den nye publikation rapporterer, at syntesen af ​​hydrogelerne er mindre kompliceret og let skalerbar.

"Gelen er et fremragende bidrag i kampen mod multiresistente bakterier - især i nuværende tider, når vi løber tør for tilgængelige antibiotika, " siger Brauner.