Ett stort australiensiskt team under ledning av Monash University har utarbetat ett nytt tillvägagångssätt för att döda antibiotikaresistenta bakterier med hjälp av lipidnanopartiklar som riktar sig mot specifika lager på ytan av bakteriecellen.
Forskning publicerad i tidskriften Small har visat att antibakteriella lipider framgångsrikt kan användas i kombination med nanobärarlipider för att bilda nanopartiklar som dödar gramnegativa bakterier.
Detta tillvägagångssätt utökar möjligheterna för metoder för tillförsel av antibakteriella lipider i kombination med etablerade behandlingar för att behandla bakterieinfektioner.
Forskargruppen leddes av professor Jian Li, professor Anton Peleg och biträdande professor Hsin-Hui Shen vid Monash University. Instrumentforskaren och medförfattaren Dr. Anton Le Brun bidrog till forskningen med mätningar på neutronreflektometern Platypus och analys av data.
"Neutronreflektometri är ett användbart verktyg för att förstå strukturen av cellmembran på nanometerlängdsskalan", förklarade Dr. Le Brun
Platypus-instrumentet vid Australian Center for Neutron Scattering användes för att belysa mekanismen som fungerar i en kombinerad ML-niosom/polymyxin B-behandling på molekylär nivå. Niosomer är vesiklar med speciella egenskaper som används för att leverera läkemedel.
Polymyxin B är ett antibiotikum av sista utväg för att behandla infektioner från gramnegativa bakterier. Vissa bakterier börjar dock visa tecken på resistens även mot detta antibiotikum.
Genom att tillverka konstgjorda membran som efterliknar egenskaperna hos den gramnegativa bakteriecellytan, upptäckte teamet att ML-niosomer riktar sig mot det yttre lagret av det yttre membranet, som huvudsakligen består av polysackarider.
Bindningen av ML-niosomer till ytan av det yttre membranet exponerar membranet. Det ger polymyxin B bättre tillgång till att attackera och bryta ner det skyddande yttre membranet och sedan det inre membranet – vilket slutligen dödar bakteriecellen.
Det nya komplexet var effektivt mot ett brett urval av hypervirulenta stammar av K. pneumoniae, A. baumannii och P. aeruginosa, inklusive multiresistenta patogener.
Framtida arbete kommer att undersöka hur detta uppnås i detalj på molekylär nivå och varför kombinationen med polymyxin B är mer effektiv. Andra steg kommer att utöka studien för att testa mot andra patogener där resistens mot etablerade behandlingar visar sig vara problematisk.
Mer information: Xiangfeng Lai et al, Polysaccharide-Targeting Lipid Nanoparticles to Kill Gram-negative Bacteria, Small (2023). DOI:10.1002/smll.202305052
Journalinformation: Liten
Tillhandahålls av Australian Nuclear Science and Technology Organisation (ANSTO)
