Ceria-zirconia nanopartikler som forbedrede multi-antioxidanter er effektive til behandling af sepsis

Under sepsis, celler er oversvømmet med reaktive iltarter, der genereres i et afvigende respons fra immunsystemet på en lokal infektion. Hvis denne fatale inflammatoriske vej kunne forstyrres, nye behandlingsordninger kunne udvikles. Nu, Det skriver koreanske forskere i tidsskriftet Angewandte Chemie at zirkoniumdopede ceria-nanopartikler fungerer som effektive opfangere af disse iltradikaler, fremme en stærkt forbedret overlevelseshastighed i sepsis -modelorganismer.

Sepsis fortsætter som en ond cirkel af inflammatoriske reaktioner i immunsystemet til en lokal infektion. Dødelige konsekvenser kan være faldende blodtryk og kollaps af organfunktion. Da resistensen mod antibiotika vokser, forskere vender sig til den inflammatoriske vej som et alternativt mål for nye behandlingsstrategier. Taeghwan Heyon fra Seoul National University, Seung-Hoon Lee på Seoul National University Hospital, Sydkorea, og samarbejdspartnere udforsker ceria nanopartikler for deres evne til at rense reaktive iltarter, som spiller en central rolle i den inflammatoriske proces. Ved hurtigt at konvertere mellem to oxidationstilstande, ceriumionen kan slukke typiske iltradikale arter som superoxidanionen, hydroxylradikalanionen, eller endda hydrogenperoxid. Men i den levende celle, dette kan kun ske, hvis to betingelser er opfyldt.

Den første betingelse er størrelsen og arten af ​​partiklerne. Lille, to nanometer store partikler blev overtrukket med en hydrofil skal af poly (ethylenglycol) -forbundne phospholipider for at gøre dem opløselige, så de kan komme ind i cellen og forblive der. Sekund, ceriumionen, der er ansvarlig for slukning (Ce (3+)), skal være tilgængelig på overfladen af ​​nanopartiklerne, og det skal regenereres efter reaktionerne. Her, forskerne fandt ud af, at en vis mængde zirconiumioner i strukturen hjalp, fordi "Zr ( ⁴⁺ ) ioner styrer Ce ( ³⁺ ) -til-Ce ( ⁴⁺ ) forholdet samt omdannelseshastigheden mellem de to oxidationstilstande, "argumenterede de.

De forberedte nanopartikler blev derefter testet for deres evne til at afgifte reaktive iltarter, ikke kun i reagensglas, men også i levende dyremodeller. Resultaterne var klare, som forfatterne udtalte:"En enkelt dosis ceria-zirconia nanopartikler dæmpede med succes den onde cyklus af inflammatoriske reaktioner i to sepsismodeller." Nanopartiklerne akkumuleres i organer, hvor der forekom alvorlige immunresponser, og de havde succes med at udrydde reaktive iltarter, som det fremgår af fluorescensmikroskopi og flere andre teknikker. Og vigtigst af alt, de behandlede mus og rotter havde en langt højere overlevelsesrate.

Dette arbejde viser, at andre metoder til behandling af sepsis end at dræbe bakterier med antibiotika er mulige. Målretning mod de inflammatoriske signalveje i makrofager er en meget lovende mulighed, og forfatterne har vist, at effektiv fjernelse af reaktive iltarter og standsning af betændelse er mulig med et passende designet kemisk system som dette ceriumionredox -system leveret af nanopartikler.