Lysaktiverede nanopartikler viser sig effektive mod antibiotikaresistente superbugs

I den stadigt eskalerende evolutionære kamp med lægemiddelresistente bakterier, mennesker kan snart få et ben op takket være adaptiv, lysaktiveret nanoterapi udviklet af forskere ved University of Colorado Boulder.

Antibiotikaresistente bakterier som f.eks Salmonella, E coli og Staphylococcus inficere omkring 2 millioner mennesker og dræbe mindst 23, 000 mennesker i USA hvert år. Bestræbelser på at modvirke disse såkaldte "superbugs" er konsekvent blevet til kort på grund af bakteriernes evne til hurtigt at tilpasse sig og udvikle immunitet over for almindelige antibiotika såsom penicillin.

Ny forskning fra CU-Boulder, imidlertid, antyder, at løsningen på dette store globale problem kan være at tænke småt - meget lille.

I resultater offentliggjort i dag i tidsskriftet Naturmaterialer , forskere ved Institut for Kemisk og Biologisk Teknik og BioFrontiers Institute beskriver nye lysaktiverede terapeutiske nanopartikler kendt som "kvantepunkter". Prikkerne, som er omkring 20, 000 gange mindre end et menneskehår og ligner de bittesmå halvledere, der bruges i forbrugerelektronik, dræbte med succes 92 procent af lægemiddelresistente bakterieceller i en laboratoriedyrket kultur.

"Ved at skrumpe disse halvledere ned til nanoskalaen, vi er i stand til at skabe meget specifikke interaktioner inden for det cellulære miljø, der kun er målrettet mod infektionen, "sagde Prashant Nagpal, en adjunkt i Institut for Kemisk og Biologisk Teknik ved CU-Boulder og en seniorforfatter af undersøgelsen.

Tidligere forskning har vist, at metal nanopartikler - skabt af guld og sølv, blandt andre metaller - kan være effektiv til bekæmpelse af antibiotikaresistente infektioner, men kan også uden forskel beskadige omgivende celler.

De kvante prikker, imidlertid, kan skræddersyes til bestemte infektioner takket være deres lysaktiverede egenskaber. Prikkerne forbliver inaktive i mørket, men kan aktiveres på kommando ved at udsætte dem for lys, tillader forskere at ændre bølgelængden for at ændre og dræbe de inficerede celler.

"Selvom vi altid kan regne med, at disse superbugs kan tilpasse og bekæmpe terapien, vi kan hurtigt skræddersy disse kvantepunkter til at komme med en ny terapi og derfor kæmpe hurtigere tilbage i dette evolutionære løb, "sagde Nagpal.

Specificiteten ved denne innovation kan hjælpe med at reducere eller eliminere de mulige bivirkninger af andre behandlingsmetoder, samt give en vej fremad for fremtidig udvikling og kliniske forsøg.

"Antibiotika er ikke kun en baseline behandling for bakterielle infektioner, men også hiv og kræft "sagde Anushree Chatterjee, en adjunkt i Institut for Kemisk og Biologisk Teknik ved CU-Boulder og en seniorforfatter af undersøgelsen. "Manglende udvikling af effektive behandlinger for lægemiddelresistente stammer er ikke en mulighed, og det er, hvad denne teknologi bevæger sig tættere på at løse. "

Nagpal og Chatterjee er medstiftere af PRAAN Biosciences, Inc., en Boulder, Colorado-baseret opstart, der kan sekvensere genetiske profiler ved hjælp af kun et enkelt molekyle, teknologi, der kan hjælpe med diagnosticering og behandling af superbugstammer. Forfatterne har indgivet patent på den nye quantum dot -teknologi.