Fig. 1:Interaktionen mellan antibiotika och kubosomer med gramnegativa bakterier. en schematisk representation av OM-dubbelskiktet exponerat för olika antibiotika som vanligtvis används vid behandling av gramnegativa bakterier. Amikacin binder irreversibelt till 30S-subenheten av bakteriella ribosomer, interfererar med mRNA-bindning och tRNA-acceptorställen, och blockerar därigenom proteinsyntes och hämmar bakterietillväxt; Aztreonam hämmar syntesen av bakteriecellväggen genom att blockera tvärbindning av peptidoglykan. Doripenem inaktiverar PBP genom att bilda stabila acyl-enzymer, vilket resulterar i en försvagad cellvägg; PMB interagerar med lipopolysackarid (LPS) av OM från gramnegativa bakterier, vilket orsakar läckage av cytoplasmatiskt innehåll och slutligen celldöd. b Schematiskt diagram över PMB-laddade kubosomer och polyterapibehandlingen som interagerar med den gramnegativa bakteriella OM. OM yttre membran, IM inre membran, PBPs penicillinbindande proteiner, mRNA budbärare ribonukleinsyra, tRNA transfer ribonukleinsyra, PMB polymyxin B. Kredit:DOI:10.1038/s41467-022-28012-5
Forskare från Monash University har upptäckt ett potentiellt nytt sätt att förhindra antibiotikaresistens och minska antibiotikaintaget.
Världshälsoorganisationen (WHO) har förklarat att antimikrobiell resistens är bland de 10 största globala hoten mot folkhälsan.
Antimikrobiell resistens uppstår när patogener (bakterier, virus, svampar och parasiter) förändras över tiden och inte längre svarar på mediciner, vilket gör att infektioner blir allt svårare eller omöjliga att behandla.
Studien, "A Polytherapy based approach to combat antimicrobial resistens using cubosomes", publicerad i Nature Communications , har funnit att användningen av nanopartiklar i kombination med andra antibiotika är en effektiv strategi för att förbättra bakteriedödande.
Uppsatsen ger ett viktigt nytt bidrag till området antimikrobiell resistens, genom att hitta en ny väg framåt för att bekämpa multiresistenta bakterier.
"Detta är en fantastisk upptäckt i hur vi levererar medicin och hur medicinen vi tar påverkar oss i framtiden", säger forskaren Dr. Hsin-Hui Shen.
Dr Shen, från Monash University Department of Materials Science and Engineering, och professor Jian Li från Monash Biomedicine Discovery Institute och Institutionen för mikrobiologi, har visat att nanopartikelbaserade polyterapibehandlingar stör det yttre membranet hos superbugbakterier och erbjuder en förbättrat alternativ till den konventionella användningen av att ladda antibiotika i lipidnanopartiklar.
"När bakterier blir resistenta kan de ursprungliga antibiotika inte längre döda dem. Istället för att leta efter nya antibiotika för att motverka superbugs kan vi använda den nanoteknologiska metoden för att minska dosen av antibiotikaintag, vilket effektivt dödar multiresistenta organismer", säger Dr. Shen.
WHO har bekräftat att inget nytt antibiotikum har upptäckts under de senaste 30 åren, men globalt råder det en kris med antibiotikaresistens vilket innebär att fler människor kommer att dö av grundläggande infektioner under de kommande åren eftersom de har utvecklat antimikrobiell resistens.
WHO säger att kostnaden för antimikrobiell resistens mot ekonomin är betydande och utan effektiva antimikrobiella medel skulle framgången för modern medicin vid behandling av infektioner, inklusive under större operationer och cancerkemoterapi, löpa ökad risk.
"Under lång tid har nanopartiklar använts specifikt som antimikrobiella bärare, men användningen av nanopartiklar i polyterapibehandlingar med antibiotika för att övervinna antimikrobiell resistens har förbisetts", säger Dr. Shen.
"Användningen av kombinationsterapi av nanopartiklar och antibiotika kan minska dosintaget i människokroppen och övervinna multidrogresistensen."
Forskningen kommer nu att gå vidare till testfasen. + Utforska vidare
