Diabeteslægemiddel forbedrer antibakteriel behandlingshastighed og effektivitet, rapporterer forskere

Gamle hunde lærer måske ikke nye tricks, men det kan gamle stoffer, ifølge et forskerhold baseret i Kina. Samarbejdet viste, at Metformin, et lille molekylært lægemiddel, der har været brugt til at behandle type II diabetes i mere end 50 år, kan forbedre effektiviteten og virkningen af ​​antibakterielle behandlinger til hurtig sårheling hos mus.

De offentliggjorde deres resultater i Nano Research .

"Misbruget af antibiotika har ført til alvorlig bakteriel resistens, med omkring 1,27 millioner dødsfald i 2019 på grund af multiresistente bakterieinfektioner," sagde den medkorresponderende forfatter Linlin Li, professor ved Beijing Institute of Nanoenergy and Nanosystems, Chinese Academy of Sciences.

"Bakteriel resistens udgør en fatal trussel mod menneskers sundhed. Ikke-antibiotiske antibakterielle teknologier og antibakterielle nanoagenser med specifikke katalytiske aktiviteter producerer ikke kun giftige substrater til direkte at dræbe bakterier - herunder antibiotika-resistente bakterier - men kan også reducere risikoen for, at bakterierne udvikler resistens til stoffer."

Ifølge Li har kemodynamisk terapi tiltrukket sig betydelig opmærksomhed, siden den blev udviklet i 2016 som en potentiel ledsager til kræftbehandlinger, bakteriel inaktivering og behandlinger af infektionssygdomme. Behandlingen bruger nanomaterialer, der indeholder overgangsmetaller, der reagerer med hydrogenperoxid for at producere hydroxylradikal, som svækker og dræber syge eller inficerede celler, hvilket gør dem mere modtagelige for direkte behandling.

"Reaktionen genererer giftigt hydroxylradikal, som ødelægger celleoverfladestrukturen og får cellen til at lække sine indre komponenter," sagde Li. "Nanoagenserne katalyserer kun generering af hydroxylradikal på stedet for tumor eller betændt væv, så terapien er meget specifik for at reducere toksicitet uden for mål. Bakterielle infektioner har også en tendens til at være ledsaget af mikromiljøændringer, der er gunstige for kemodynamisk terapi."

Forskerne satte sig for at forbedre den antibakterielle kraft af et nanomiddel og samtidig sænke toksiciteten for raske celler - en risiko, der kan være svær at kontrollere på grund af infektionens invasive karakter.

"Positivt ladede molekyledele, såsom kvaternære ammoniumsalte og chitosan, har iboende antibakterielle virkninger ved at adsorbere på bakteriecellevæggen, producere rumresistenseffekt og endelig inducere bakteriel død," sagde Li. "Metformin er et positivt ladet lille molekyle lægemiddel med rapporteret anticancer, immunmodulerende og antibakterielle virkninger. Vi spekulerede i, at integrationen af ​​metformin med en kemodynamisk terapi nanoagent ville forbedre den antibakterielle effekt."

Forskerne omrørte metformin med kobberchlorid for at danne nanoark, hvis overflade var dækket af metforminmolekylerne - hvilket forstærkede nanoagentens positive ladning og styrkede de antibakterielle virkninger, ifølge Li.

In vitro-tests afslørede en biokompatibel nanoplatform med en bedre dispersitet end et nanomiddel uden metformin og højere antibakteriel aktivitet.

"Sammenlignet med tidligere rapporter, der brugte metformin som antibakterielt middel alene, blev fremragende antimikrobielle virkninger opnået i vores eksperimenter med lavere koncentrationer af nanoark med meget kort handlingstid," sagde Li, som bemærkede, at de også studerer virkningerne af metformin i andre biomedicinske applikationer til at udvikle flere terapier.

For yderligere at teste de metformin-kapslede nanoark etablerede forskerne en model for staph-infektion i huden på mus. Musene blev opdelt i fem grupper, som hver modtog en variation af behandling. Gruppen, der modtog både metformin nanosheets og yderligere hydrogenperoxid for at fremme produktionen af ​​hydroxylradikal, havde den hurtigste sårhelingshastighed, med fuldstændig lukning på den 12. dag af behandlingen.

"Dette arbejde udvikler ikke kun et effektivt nanomiddel til kemodynamisk terapi som et alternativt antibakterielt middel til behandling af hudsårinfektioner, men det giver også ideer til at opdage nye anvendelser af gamle lægemidler," sagde Li. + Udforsk yderligere

Udnyttelse af en naturlig geokemisk reaktion for at bekæmpe antibiotikaresistens