Célzott nanorészecskékkel, amelyek valamely ma létez? antibiotikum hatalmas dózisát tartalmazzák, le lehet gy?zni a rezisztens baktériumok védelmi rendszerét – err?l számoltak be az USA-beli Brigham and Women’s Kórház és a Massachusetts Institute of Technology (MIT) kutatói az ACS Nano cím? folyóiratban. A szerz?k elmagyarázták, hogy ezt a módszert azért tartják fontosnak, mert egyre n? a multidrogrezisztens baktériumok száma, és egyre nehezebb feladat új és új antibiotikumokat kifejleszteni ellenük.
Aleks Radovic-Moreno, az MIT doktorandusza, a kutatás vezet?je kifejtette, hogy „A baktérium drogrezisztanciája nem azt jelenti, hogy egyáltalán nem reagál az antibiotikumra, hanem azt, hogy csak annak nagyobb koncentrációja hat rá. A klinikumban viszont azért nem tudunk nagyobb koncentrációkat alkalmazni, mert az antibiotikumok nemegyszer toxikusak vagy nem maradnak elég hosszú ideig a fert?zés helyén”. Ezeket a korlátokat lépné át a most felfedezett módszer: a fert?zés helyén felgy?l? nanorészecskékb?l felszabadult antibiotikum lokálisan és nagy koncentrációban lehetne jelen ott, ahol szükség van rá. Így enyhébbek lehetnének az antibiotikumok mellékhatásai is, és megkímélnék azokat a jó hatású baktériumokat, amelyek az emberi szervezetben élnek.
A cél érdekében polimérb?l álló nanorészecskéket hoztak létre, amelyek külsejét polietilén-glikol (PEG) borította. A PEG-et gyakran használják gyógyszerek szállítására, mivel nem toxikus és lehet?vé teszi, hogy a nanorészecskék úgy haladjanak a véráramban, hogy az immunrendszer nem veszi észre ?ket. A nanorészecskék belseje nagy mennyiség? antibiotikumot tartalmazott és a kutatók úgy alakították át ?ket, hogy specifikusan a baktériumokat támadják meg. Ezzel mások már korábban is megpróbálkoztak úgy, hogy pozitív töltés?vé tették a nanorészecskéket, és azt várták, hogy ezek így a baktériumok negatív töltés? falához fognak vonzódni. Ez a próbálkozás azonban nem járt sikerrel, mivel az immunrendszer eltávolította a pozitív töltés? részecskéket a szervezetb?l, miel?tt még azok találkozhattak volna a baktériumokkal.
A mostani kísérletben ezt az akadályt úgy gy?zték le, hogy a nanorészecskéket képessé tették töltésük megváltoztatására a környezet sajátságaitól függ?en. Akkor például, amikor a nanorészecskék a véráramban keringenek, enyhe negatív töltésük van, a fert?zés helyén azonban pozitív töltés?vé válnak, ami lehet?vé teszi, hogy szorosan a baktériumokhoz köt?djenek és kibocsássák antibiotikum tartalmukat.
A töltés megváltozása a környezeti pH következménye: a baktériumok környezete, azaz a fert?zés helye valamivel savasabb, mint a normális testszövet, mivel a patogén baktériumok gyorsan szaporodnak és körülöttük megfogyatkozik az oxigén. Az alacsonyabb oxigénszint viszont megváltoztatja a baktériumok anyagcseréjét, és több szerves savat termelnek. Ehhez a szervezet immunsejtjei is hozzájárulnak – a neutrofil sejtek is savakat kezdenek termelni.
A nanorészecskék azért érzékenyek erre, mert közvetlenül a PEG burok alatt egy pH-érzékeny réteget tartalmaznak, amelyet a hisztidin nev? aminosavból képzett hosszú láncok alkotnak. Ha például a pH-szint 7-r?l 6-ra csökken, akkor a polihisztidin molekulák protonokat kötnek meg, s ennek folytán pozitív töltés?ek lesznek – írja a Medical News Today.
A nanorészecskék akkor kezdik kiengedni magukból a bennük lev? antibiotikumot, amikor a baktériumokhoz köt?dnek. A mostani kísérletben vancomycint alkalmaztak, amit gyakran használnak az antibiotikumrezisztens baktériumok okozta fert?zések kezelésére, de úgy is lehet módosítani a részecskéket, hogy más antibiotikumot szállítsanak. A nanorészecskék mostani verziója egy-két nap alatt bocsátja ki magából antibiotikum tartalmát. Ennek oka, mint azt Radovic-Moreno elmondta, az, hogy „nem azt akarjuk, hogy egy rövid antibiotikum-támadás érje a baktériumokat, mert ennek elmúltával még összeszedhetnék magukat – azt szeretnénk, hogy lassan szabaduljon fel a gyógyszer, úgy, hogy a baktériumok folyamatosan magas koncentrációnak legyenek kitéve, míg csak nem sikerül ?ket eradikálni”.
A módszernek azonban lehet egy komoly akadálya: a fert?zés helyén jelen vannak negatív töltés? szöveti sejtek és fehérjék is, s ha a nanorészecskék jelent?s része ezekhez köt?dik a baktériumok helyett, akkor hatásuk nyilvánvalóan csökken. Ennek jelent?ségét most vizsgálják a kutatók, s a közeljöv?ben fognak hozzá az állatkísérletekhez is.