Ny nanopartikelplattform bryter igenom MRSA-biofilmer

Ny nanopartikelplattform bryter igenom MRSA-biofilmer

Superbakterien meticillinresistenta Staphylococcus aureus (MRSA) är en viktig orsak till sjukhusförvärvade infektioner, och visar inte bara stark resistens mot befintliga antibiotika utan bildar också en tät biofilm som blockerar effekterna av externa behandlingar. För att möta denna utmaning har Kaist-forskare, i samarbete med ett internationellt team, framgångsrikt utvecklat en plattform som använder mikrobubblor för att leverera genriktade nanopartiklar som kan bryta ned biofilmerna, vilket ger en innovativ lösning för att behandla infektioner som är resistenta mot konventionella antibiotika.

Kaist (representerad av president Kwang Hyung Lee) tillkännagav den 29 maj att en forskargrupp ledd av professor Hyun Jung Chung vid institutionen för biologiska vetenskaper, i samarbete med professor Hyunjoon Kongs team vid University of Illinois, har byggt en mikrobubbla nano-gene-tasking-plattform som arbetar med Bitn-By-By-By-By-By-By-By-By-By-By-By-By-By-By-By-By-By-By y-By-By-By-By-By-By-By-By-By-By-By-By-By-By-By-By-By-Gene en mikrobubbla-baserad nano-gener-bli bakterier-bakterier-bakterier-bakterier. MRSA.

Forskargruppen designade för första gången korta DNA-oligonukleotider som samtidigt undertrycker tre stora MRSA-gener relaterade till biofilmbildning (ICAA), celldelning (FTSZ) och antibiotikaresistens (MECA) - och nanopartiklar (BTN) för att effektivt leverera dem till bakterierna.

Dessutom användes mikrobubblor (MB) för att öka permeabiliteten hos det mikrobiella membranet, särskilt biofilmen som bildas av MRSA. Genom att kombinera dessa två teknologier implementerade teamet en dubbel strategi som i grunden blockerar bakterietillväxt och förhindrar resistensförvärv.

Detta behandlingssystem fungerar i två faser. Först inducerar MBS tryckförändringar i den bakteriella biofilmen, vilket gör att BTN:erna kan penetrera. Sedan glider BTN genom luckorna i biofilmen och går in i bakterierna och levererar exakt gensuppressorerna. Detta leder till genreglering inom MRSA samtidigt som det blockerar biofilmregenerering, cellproliferation och uttryck av antibiotikaresistens.

I experiment utförda i en grishudmodell och en mussårmodell infekterad med MRSA-biofilm, visade BTN-MB-behandlingsgruppen en signifikant minskning av biofilmtjockleken samt en anmärkningsvärd minskning av bakterieantal och inflammatoriska svar.

Dessa resultat är svåra att uppnå med konventionell antibiotika monoterapi och visar potentialen för att behandla ett brett spektrum av resistenta bakterieinfektioner.

Professor Hyun Jung Chung från Kaist, som ledde forskningen, förklarade: "Denna studie presenterar en ny terapeutisk lösning som kombinerar nanoteknik, gentystnad och fysiska leveransstrategier för att ta itu med superbugginfektioner som befintliga antibiotika inte kan lösa. Vi kommer att fortsätta vår forskning för att utöka dess tillämpning till systemiska infektioner och olika andra infektionssjukdomar. "

Studien leddes tillsammans av Ju Yeon Chung, en doktorand vid Kaists institution för biologiska vetenskaper, och Dr. Yujin Ahn från University of Illinois skrev. Studien publicerades online den 19 maj i tidskriften Advanced Functional Materials.

Denna studie stöddes av National Research Foundation och ministeriet för hälsa och välfärd i Republiken Korea. och National Science Foundation och National Institutes of Health, USA.

Källor: