I antibakteriell fotodynamisk terapi används bestrålning för att producera reaktiva syrearter som dödar bakterier. Eftersom den kräver externt ljus och syre är denna metod endast lämplig för ytinfektioner.
I tidskriften Angewandte Chemie , har ett kinesiskt forskarlag nu introducerat ett molekylärt "singlet syrebatteri" som kan "laddas" med reaktivt syre, som det sedan släpper ut i djupa vävnadslager för att rikta in sig på meticillinresistenta stafylokocker.
Antibiotikaresistenta bakterier är på frammarsch. Även om de ofta är ofarliga för friska människor, använder fruktade multiresistenta "sjukhuspatogener" som meticillinresistenta Staphylococcus aureus (MRSA) skador eller nya operationssår för att komma in i kroppen. De infekterar också immunförsvagade patienter. Eftersom antibiotika inte är effektiva finns det ibland inget botemedel.
Ett mycket lovande alternativ är antibakteriell fotodynamisk terapi, som redan används flitigt inom tandvården. I denna teknik bestrålas en ljusaktiverad substans (fotosensibilisator) och utlöser en fotodynamisk reaktion som producerar singlettsyre ( 1 O2 ), en exciterad form av syre.
Till skillnad från antibiotika angriper detta ämne samtidigt flera biomolekylära platser på bakterierna. Det är lätt att använda, säkert, smärtfritt och generellt fritt från biverkningar. Tyvärr har det bara varit användbart vid ytinfektioner eftersom det nödvändiga ljuset bara tränger in några millimeter in i vävnaden. Dessutom har djupare vävnadslager inte tillräckligt med syre för effektiv behandling.
Ett team under ledning av Bingran Yu och Fu-Jian Xu vid Beijing University of Chemical Technology har nu utvecklat ett nytt tillvägagångssätt för fotodynamisk terapi:ett "singlet oxygenbatteri" som kan användas för att bekämpa djupa bakterieinfektioner eftersom det varken kräver ljus eller externt syre .
Omvandlingen av syre till reaktivt singlettsyre genom bestrålning i närvaro av en molekyl som fångar ljus (fotosensibilisator) sker först. "Batteriet" är "laddat" med singlettsyren. Detta "batteri" består av en speciell kväveinnehållande, sexledad ring av kolatomer (pyridon) som tätt binder singlettsyren.
Den reaktiva syremolekylen överbryggar två motsatta hörn av ringen (endoperoxid). En peptid bunden till ringen "känner igen" specifikt MRSA-bakterier, så molekylbatterierna ackumuleras runt och i bakterierna och frigör kontinuerligt sitt singlettsyre.
Bakterierna attackeras alltså samtidigt på många olika platser, inklusive deras membran, DNA, enzymer och andra proteiner. Detta gör utvecklingen av resistens praktiskt taget omöjlig. När det administrerades till möss genom nebulisering visades singletsyrebatteriet vara mycket effektivt vid behandling av lunginfektioner orsakade av MRSA. Systemiska biverkningar observerades inte.
Mer information: Yiwen Zhu et al, A Targeting Singlet Oxygen Battery for Multidrug-Resistant Bacterial Deep-Tissue Infections, Angewandte Chemie International Edition (2023). DOI:10.1002/anie.202306803
Journalinformation: Angewandte Chemie International Edition , Angewandte Chemie
Tillhandahålls av Wiley
