Nanopartikler med antibakteriel virkning kan forkorte varigheden af ​​tuberkulosebehandling

En lavpristeknologi, der involverer nanopartikler fyldt med antibiotika og andre antimikrobielle forbindelser, der kan bruges i flere angreb på infektioner fra bakterien, der er ansvarlig for de fleste tilfælde af tuberkulose, er blevet udviklet af forskere ved São Paulo State University (UNESP) i Brasilien.

Arbejdet er rapporteret i en artikel publiceret i tidsskriftet Carbohydrate Polymers . Resultater af in vitro-tests tyder på, at det kunne være grundlaget for en behandlingsstrategi for at bekæmpe multidrug bakteriel resistens.

Ifølge Brasiliens sundhedsministerium blev omkring 78.000 tilfælde af tuberkulose anmeldt i 2022, 5 % flere end i det foregående år og mere end i noget andet land i Amerika. Ud over stigningen i forekomsten vokser også antallet af tilfælde, der involverer multiresistente stammer.

Sygdommens hovedagens er bacillus Mycobacterium tuberculosis, en af ​​de mest dødelige bakterier, som forskere kender til. Overførsel sker via inhalation af baciller, som migrerer til lungealveolerne, hvilket forårsager betændelse i luftvejene og til sidst ødelægger lungevæv.

Brugen af ​​nanoteknologi er en af ​​de nye behandlingsstrategier, der anses for mest lovende af videnskabsmænd over hele verden mod multiresistente stammer af M. tuberculosis. UNESP-undersøgelsen analyserede den antituberkulære aktivitet af nanopartikler omfattende N-acetylcystein (et håndkøbstilskud), chitosan (en naturlig forbindelse afledt af det ydre skelet af skaldyr), et antimikrobielt peptid, der oprindeligt var isoleret fra huden på en brasiliansk frøart. og rifampicin (et antibiotikum, der almindeligvis anvendes til behandling af tuberkulose).

Resultaterne viste, at nanopartiklerne signifikant hæmmede sygdommens udvikling og overvandt resistens over for lægemidlet uden at forårsage celleskade.

In vitro-assays blev udført med M. tuberculosis-inficerede fibroblaster, de vigtigste celler, der er aktive i bindevæv, og makrofager, celler i det medfødte immunsystem og en nøglekomponent i førstelinjeforsvaret mod patogener.

"Rifampicin anses for at være forældet for visse stammer af bacillen, men i vores undersøgelse har vi revitaliseret og optimeret det med antimikrobielle peptider, som har vist sig at hjælpe med at bekæmpe sygdommen," sagde Laura Maria Duran Gleriani Primo, førsteforfatter af artiklen og en bachelorstuderende ved UNESP's School of Pharmaceutical Sciences.

"Disse peptider interagerer med forskellige receptorer i forskellige dele af bakterien, i både membranen og periplasma. Vi fandt ud af, at de revitaliserede rifampicin, som blev endnu mere aktivt inde i makrofager," siger Cesar Augusto Roque-Borda, fælles førsteforfatter af undersøgelsen og en ph.d. kandidat i UNESP's Program for Graduate Studies in Biosciences and Pharmaceutical Biotechnology. Periplasmaet er en region af bakterieceller, der ligger mellem de indre cytoplasmatiske og ydre bakteriemembraner i cellekappen.

Fremtidsudsigter

Konventionel behandling af tuberkulose indebærer samtidig brug af flere antibiotika i seks måneder til omkring to år afhængig af patientens respons og bakteriens resistens. Forskerne forventer, at deres teknik vil forkorte denne tid.

"Fra undersøgelsen ved vi, at det er muligt at indsætte en betydelig koncentration af antibiotika og peptider i makrofager - nok til at booste effekten af ​​behandlingen," sagde Fernando Rogério Pavan, sidste forfatter til artiklen og professor ved UNESP's School of Pharmaceutical Sciences . "Vores forventninger til fremtidig forskning omfatter brug af denne type nanoteknologi sammen med andre lægemidler og medicin med langsom frigivelse, så patienterne ikke behøver at tage deres medicin hver dag."

Næste skridt vil være at bekræfte in vitro-fundene ved hjælp af in vivo-forsøg og undersøge brugen af ​​nanopartiklerne til at bekæmpe andre sygdomme, der kræver behandling i lange perioder.

Flere oplysninger: Laura Maria Duran Gleriani Primo et al., Antimikrobielle peptider podet på overfladen af ​​N-acetylcystein-chitosan nanopartikler kan revitalisere lægemidler mod kliniske isolater af Mycobacterium tuberculosis, Carbohydrate Polymers (2023). DOI:10.1016/j.carbpol.2023.121449

Leveret af FAPESP