Metformin avgränsad Cu2 (OH)3 Cl nanosheets är tillverkade för kemodynamiska antibakteriella och skulle läka tillämpningar. Kredit:Nano Research
Gamla hundar kanske inte lär sig nya knep, men gamla droger kan det, enligt ett forskarteam baserat i Kina. Samarbetet fann att Metformin, ett läkemedel med små molekyler som har använts för att behandla typ II-diabetes i mer än 50 år, kan förbättra effektiviteten och effekten av antibakteriella behandlingar för snabb sårläkning hos möss.
De publicerade sina resultat i Nano Research .
"Antibiotikamissbruket har lett till allvarlig bakteriell resistens, med cirka 1,27 miljoner dödsfall under 2019 på grund av multiresistenta bakterieinfektioner", säger medkorrespondent författare Linlin Li, professor vid Beijing Institute of Nanoenergy and Nanosystems, Chinese Academy of Sciences.
"Bakteriell resistens utgör ett dödligt hot mot människors hälsa. Icke-antibiotiska antibakteriella teknologier och antibakteriella nanoagens med specifika katalytiska aktiviteter producerar inte bara giftiga substrat för att direkt döda bakterier - inklusive antibiotikaresistenta bakterier - utan kan också minska risken för att bakterierna utvecklar resistens till droger."
Enligt Li har kemodynamisk terapi väckt stor uppmärksamhet sedan den utvecklades 2016 som en potentiell följeslagare för cancerterapier, bakteriell inaktivering och behandlingar av infektionssjukdomar. Behandlingen använder nanomaterial som innehåller övergångsmetaller som reagerar med väteperoxid för att producera hydroxylradikal, som försvagar och dödar sjuka eller infekterade celler, vilket gör dem mer mottagliga för direkt behandling.
"Reaktionen genererar giftig hydroxylradikal, som förstör cellens ytstruktur och får cellen att läcka sina inre komponenter", sa Li. "Nanoagensen katalyserar bara generering av hydroxylradikaler på platsen för tumör eller inflammerad vävnad, så behandlingen är mycket specifik för att minska toxicitet utanför målet. Bakterieinfektioner tenderar också att åtföljas av mikromiljöförändringar som är gynnsamma för kemodynamisk terapi."
Forskarna siktade på att förbättra den antibakteriella kraften hos ett nanoagent, samtidigt som de sänker toxiciteten för friska celler – en risk som kan vara svår att kontrollera på grund av infektionens invasiva karaktär.
"Positivt laddade molekyldelar, såsom kvartära ammoniumsalter och kitosan, har inneboende antibakteriella effekter genom att adsorbera på bakteriens cellvägg, producera avdelningsresistenseffekt och slutligen inducera bakteriedöd," sa Li. "Metformin är ett positivt laddat läkemedel med små molekyler med rapporterade anticancer-, immunmodulerande och antibakteriella effekter. Vi spekulerade i att integrationen av metformin med ett nanoagens för kemodynamisk terapi skulle förbättra den antibakteriella effekten."
Forskarna rörde om metformin med kopparklorid för att bilda nanoskivor vars yta täcktes av metforminmolekylerna – vilket förstärkte nanoagentens positiva laddning och stärkte de antibakteriella effekterna, enligt Li.
In vitro-tester visade en biokompatibel nanoplattform med bättre spridning än ett nanoagens utan metformin och högre antibakteriell aktivitet.
"Jämfört med tidigare rapporter som använde metformin som enbart antibakteriellt medel, uppnåddes utmärkta antimikrobiella effekter i våra experiment med lägre koncentrationer av nanoark med mycket kort verkanstid", sa Li, som noterade att de också studerar effekterna av metformin i andra biomedicinska tillämpningar för att utveckla fler terapier.
För att ytterligare testa de metforminförsedda nanobladen, etablerade forskarna en modell av staph-infektion i huden på möss. Mössen delades in i fem grupper, som var och en fick en variation av behandling. Gruppen som fick både metformin nanosheets och ytterligare väteperoxid för att främja produktionen av hydroxylradikal hade den snabbaste sårläkningshastigheten, med fullständig stängning senast den 12:e dagen av behandlingen.
"Detta arbete utvecklar inte bara ett effektivt nanoagent för kemodynamisk terapi som ett alternativt antibakteriellt medel för behandling av hudsårinfektioner, utan det ger också idéer om att upptäcka nya användningsområden för gamla läkemedel," sa Li. + Utforska vidare
