Kroniska infekterade sår är ofta mycket problematiska för diabetespatienter. Dock, ett team av kinesiska forskare har nu utvecklat ett riktat tillvägagångssätt för sårläkning som använder sig av nanomedicin, och deras forskning har publicerats i tidskriften Angewandte Chemie . Forskarna kunde avaktivera sårinfekterande bakterier med en lösning av nanokapslar som förändrar sårmiljön och släpper lös reaktiva syrearter.

Kroniska sår hos diabetespatienter är en idealisk plats för bakterier att växa. Den glukosrika miljön tillåter bakterier att bilda biofilmer, vilket gör det mycket svårt för antibiotika att ta sig dit de behövs. Dessutom, patienter med diabetes har ofta försvagat immunförsvar. I dessa fall, kemodynamisk terapi erbjuder ett lovande tillvägagångssätt. Reaktiva syrearter som genereras in situ försvagar och skadar bakteriecellerna, får dem att dö.

En katalysator är ansvarig för att producera dessa reaktiva syreämnen. Det bryter ner väteperoxid i bakteriecellernas omedelbara miljö, helst direkt på eller i deras cellvägg. Platinananopartiklar är särskilt väl lämpade som katalysator för denna roll. Dessa nanokulor har aptamerer fästa vid sig:Korta DNA-kedjor som binder till bakterier. Dessa katalysatorpartiklar - nanozymer - fungerar på liknande sätt som enzymer, därav deras namn. Nanozymet fastnar på bakterierna och frigör syreradikaler i cellen, så länge som väteperoxid också är närvarande för att producera radikalerna i första hand.

Huvudfrågan är att katalysatorn bara kan bryta ner väteperoxiden i en sur miljö (dvs. vid lågt pH). Dock, de flesta diabetessår är alkaliska. För att göra det möjligt för nanozymsystemet att fortfarande vara effektivt under dessa förhållanden, Ronghua Yang från Changsha University of Science and Technology i Changsha (Kina), och kollegor, doppade i sin biokemipåse med tricks och använde sig av den glukosrika miljön hos diabetessår.

Det mikrobiella enzymet glukosoxidas, som redan är känt inom medicinsk diagnostik och livsmedelsindustrin, använder syre för att omvandla glukos till glukonsyra, bildar väteperoxid och en sur lösning. Yang och teamet fäste glukosoxidas till nanozymen, bäddade sedan in hela systemet i ett skyddande skal av hyaluronsyra.

Skalet tillät inte bara nanozympartiklarna att växa ungefär fem gånger till 0,1 mikrometer (ungefär en tiondel av storleken på en bakterie), det höll dem också stabila och oförändrade i lösning i mer än 30 dagar. Hyaluronsyraskalet tjänade ännu ett syfte:Bakterier producerar enzymer som bryter ner hyaluronsyra, vilket betyder att bakterierna i huvudsak släpper lös verktygen för sin egen död.

Nanokapsellösningen testades på bakteriekulturer av Staphylococcus aureus, och dödade bakterierna inom några timmar. Teamet behandlade sedan kroniskt infekterade sår hos diabetiska möss, och resultaten var avgörande:Under identiska förhållanden, endast de sår som behandlats med nanokapsellösningen läkte fullständigt och snabbt.

Författarna betonade att metoden inte krävde syntes av nya material; snarare, de "löste fysiologiska begränsningar på nanozymer genom att reglera den lokala mikromiljön." De föreslog också att modifieringar av denna typ skulle vara lämpliga för andra nanozymsystem.