Eliminering af resistente bakterier med nanopartikler

Nye nanopartikler udviklet af forskere ved ETH Zürich og Empa opdager multiresistente bakterier, der gemmer sig i kropsceller, og dræber dem. Forskernes mål er at udvikle et antibakterielt middel, der er effektivt, hvor konventionelle antibiotika forbliver ineffektive.

I våbenkapløbet "menneskeheden mod bakterier, " bakterier er i øjeblikket foran os. Vores tidligere mirakelvåben, antibiotika, fejler oftere og oftere, når bakterier bruger vanskelige manøvrer for at beskytte sig mod virkningerne af disse stoffer. Nogle arter trækker sig endda tilbage til indersiden af ​​menneskelige celler, hvor de forbliver "usynlige" for immunsystemet. Disse særligt frygtede patogener omfatter multiresistente stafylokokker (MRSA), som kan forårsage livstruende sygdomme som sepsis eller lungebetændelse.

For at spore bakterierne i deres gemmesteder og eliminere dem, et team af forskere fra ETH Zürich og Empa udvikler nu nanopartikler, der bruger en helt anden virkemåde end konventionelle antibiotika:Mens antibiotika har svært ved at trænge ind i menneskelige celler, disse nanopartikler kan trænge ind i membranen af ​​berørte celler. Når først der, de kan bekæmpe bakterierne.

Bioglas og metal

Holdet ledet af Inge Herrmann, en professor i nanopartikelsystemer ved ETH Zürich og forsker ved Empa i St. Gallen, brugt ceriumoxid, et materiale med antibakterielle og antiinflammatoriske egenskaber i sin nanopartikelform. Forskerne kombinerede ceriumoxidet med et bioaktivt keramisk materiale kendt som bioglas og syntetiserede nanopartikelhybrider fra de to materialer.

I cellekultur og ved hjælp af elektronmikroskopi, de undersøgte interaktionerne mellem de hybride nanopartikler, menneskelige celler og bakterier. Da forskerne behandlede celler inficeret med bakterier med nanopartiklerne, bakterierne inde i cellerne begyndte at opløses. Imidlertid, hvis forskerne specifikt blokerede optagelsen af ​​hybridpartiklerne i cellerne, den antibakterielle virkning var væk.

Udvikling af resistens mindre sandsynlig

Partiklernes nøjagtige virkemåde er endnu ikke fuldt ud forstået. Det har vist sig, at andre metaller også har antimikrobielle virkninger. Imidlertid, cerium er mindre giftigt for menneskelige celler end, for eksempel, sølv. Forskere antager i øjeblikket, at nanopartiklerne påvirker bakteriens cellemembran, skabe reaktive iltarter, der fører til ødelæggelse af bakterierne. Da cellemembranen i menneskelige celler er struktureret anderledes end bakteriers, vores celler påvirkes ikke af denne proces.

Forskerne mener, at der er mindre sandsynlighed for, at der udvikles resistens mod en mekanisme af denne art. Næste, forskerne sigter mod at analysere partiklernes interaktioner i infektionsprocessen mere detaljeret for yderligere at optimere strukturen og sammensætningen af ​​nanopartiklerne. Deres mål er at udvikle et simpelt og robust antibakterielt middel, der er effektivt inde i inficerede celler.