Nanosponge mops up mrsa toxin in bloodstream


Nanosponge mops up mrsa toxin in bloodstream

Forskere i USA har utviklet små svamper laget av nanopartikler, skjult som røde blodlegemer som kan suge opp et bredt spekter av farlige giftstoffer i blodet, som for eksempel fra bakterier som MRSA og E coli , Og til og med slange og bie gift. De foreslår at teknologien, som hittil har blitt vist å virke hos mus, gir en ny måte å fjerne giftstoffer forårsaket av et bredt spekter av patogener.

Teamet, fra Department of NanoEngineering og Moores Cancer Center ved University of California (UC), San Diego, rapporterer sine funn i 14 april online utgave av tidsskriftet Natur Nanoteknologi .

Nanoengineering handler om å manipulere biter av materiale som er så små, de måles i nanometer, eller en milliarddel av en meter (10 minus 9 meter). Det ville ta en million eller så biter av materiale målt i nanometer for å dekke hodet på en pinne.

I dette tilfellet har "nanospongene" forskerne utviklet en diameter på ca. 85 nanometer og er laget av en biokompatibel polymerkjerne innpakket i segmenter av røde blodcellemembraner.

Seniorforfatter Liangfang Zhang, nanoengineering professor ved UC San Diego Jacobs School of Engineering, sier i en presseuttalelse at deres nanosponger tilbyr en ny måte å fjerne giftstoffer fra blodbanen:

"I stedet for å skape spesifikke behandlinger for individuelle toksiner, utvikler vi en plattform som kan nøytralisere toksiner forårsaket av et bredt spekter av patogener, inkludert MRSA og andre antibiotikaresistente bakterier."

Zhang og kollegaer foreslår også at deres arbeid kan føre til ikke-arter-spesifikke behandlinger for giftige slangebitt og bier. Dette vil gjøre det mer sannsynlig at personer i fare og de fagpersoner som behandler dem, vil ha livreddende terapier tilgjengelig når de trenger dem mest.

Nanosponges ødelegge utvalg av poreformingstoksiner, for eksempel fra MRSA

Nanospongene er i stand til å ødelegge "pore-forming toxins", det er midler som ødelegger celler ved å peke hull i deres membraner.

Siden de kan absorbere forskjellige poreformende toksiner, uansett deres molekylære sminke, gir de en betydelig fordel i forhold til andre anti-toksin teknologier som krever at hver toksin type skal ha sitt eget skreddersydd anti-toksin, sier laget.

For studien testet Zhang og kollegaer hvor godt deres nanosponger behandlet alfa-hemolysintoksin fra MRSA hos mus.

Før injeksjon av musene med nanospongene aktiverte 89% av dem for å overleve dødelige doser av toksinet. Å gi dem injeksjon etter dødelig dose resulterte i 44% overlevelse.

Teamet tar sikte på å utvikle godkjente terapier ved hjelp av deres tilnærming. En av de første applikasjonene de ønsker å utvikle er en behandling for MRSA, og derfor valgte de å studere en av de mest virulente toksinene som stoffresistente bakterier produserer.

Nanosponges dekket i rødt blodcellemembran

En av de første celletyper som porøsannende giftstoffer angriper når de kommer i kroppen, er røde blodlegemer. Når en gruppe toksiner punkterer den samme cellen, dannes det en pore i hvilken rushes en ukontrollert strøm av ioner, som et resultat av hvilken cellen dør.

Å være dekket i rød blodcellemembran, ser nanspongene ut som røde blodlegemer og fungerer som dekoder for å samle toksiner. Svampene absorberer skadelige toksiner, og diverterer dem fra deres cellulære mål.

For å dekke nanospongene i røde blodcellemembraner eller -skinn, separerte teamet først de røde blodcellene fra en liten blodprøve i en sentrifuge og deretter sette dem i en løsning som får dem til å svulme og briste. Dette frigjør hemoglobin og etterlater de røde blodcelleskinnene bak.

De blandet deretter de røde blodcelleskinnene med ballformede nanospongene til de ble belagt med rød blodcellemembran.

På grunn av de involverte skalaene har bare en blodcellemembran nok hud til å dekke mange tusen nanosponges (svampene er ca. 3000 mindre enn en rød blodcelle).

Nanosponges skjult som røde blodceller unngår immunsystem

En annen fordel ved å dekke nanospongene i røde blodcellemembraner er at de kan overleve en stund i blodet før de blir angrepet av immunsystemet.

I en tidligere studie hadde teamet allerede vist hvordan nanopartikler ble skjult som røde blodlegemer kunne brukes til å levere kreftmidler direkte til svulster.

I denne studien hadde nanspongene en halveringstid på 40 timer i musens blodstrøm. Til slutt ble både nanospongene og deres fanget giftige laster sikkert brutt ned i leveren, uten å detektere skade.

Hver nanospong mopper opp mange giftige molekyler

Bare en dose av nanospongene er nok til å oversvømme blodbanen, ut over røde blodlegemer og avskjære giftstoffer.

Eksperimentering med svampene i testrørene fant teamet at hver nanosponge kunne absorbere ganske få molekyler av hvert toksin, avhengig av toksinet.

For eksempel kan en enkelt nanosponge knuse opp rundt 85 molekyler av alfa-hemolysintoksinet som MRSA produserer , Eller 30 stretpolysin-O-toksiner eller 850 melittinmonomerer, begge toksiner i bietgift.

I mus fant forskerne å injisere nanosponges og alfa-hemolysintoksin sammen i et forhold på 1 nanosvamp til hver 70 molekyler av toksin, nøytraliserte toksinet og forårsaket ingen påviselig skade.

Laget vil nå teste nanospongene i kliniske studier.

Fond fra National Science Foundation, National Institute of Diabetes og fordøyelses- og nyresykdommer bidro til å finansiere studien.

Nanoengineering er et raskt voksende felt som skaper materialer med bemerkelsesverdig varierte og nye egenskaper, og med stort potensial i mange sektorer, alt fra helsevesenet til bygg og elektronikk. I medisin lover nanoteknologi å revolusjonere rusmiddellevering, genterapi, diagnostikk og mange områder for forskning, utvikling og som denne studien viser, klinisk bruk.

Forskere mener også at nanovitenskap og nanoteknologi kan hjelpe hjernevirksomhetskartlegging for hjernen, som Human Genome Project gjorde for genetikk.

How to Disinfect to Kill Viruses and Germs (Video Medisinsk Og Faglig 2020).

§ Problemer På Medisin: Medisinsk praksis