Fig. 1: De interactie van antibiotica en cubosomen met Gram-negatieve bacteriën. a Schematische weergave van de OM-dubbellaag die is blootgesteld aan verschillende antibiotica die vaak worden gebruikt bij de behandeling van Gram-negatieve bacteriën. Amikacine bindt onomkeerbaar aan de 30S-subeenheid van bacteriële ribosomen, interfereert met mRNA-binding en tRNA-acceptorplaatsen, waardoor eiwitsynthese wordt geblokkeerd en bacteriegroei wordt geremd; Aztreonam remt de synthese van de bacteriële celwand door peptidoglycaanverknoping te blokkeren. Doripenem inactiveert PBP’s door stabiele acyl-enzymen te vormen, wat resulteert in een verzwakte celwand; PMB interageert met lipopolysaccharide (LPS) van het OM van Gram-negatieve bacteriën, waardoor het cytoplasmatische gehalte lekt en uiteindelijk celdood. b Schematisch diagram van met PMB geladen cubosomen en de polytherapiebehandeling die interageert met de Gram-negatieve bacteriële OM. OM buitenmembraan, IM binnenmembraan, PBP’s penicilline-bindende eiwitten, mRNA messenger ribonucleïnezuur, tRNA transfer ribonucleïnezuur, PMB polymyxine B. Credit: DOI: 10.1038/s41467-022-28012-5
Onderzoekers van de Monash University hebben een mogelijke nieuwe manier ontdekt om antibioticaresistentie te voorkomen en de inname van antibiotica te verminderen.
De Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) heeft antimicrobiële resistentie uitgeroepen tot een van de top 10 van wereldwijde bedreigingen voor de volksgezondheid.
Antimicrobiële resistentie treedt op wanneer ziekteverwekkers (bacteriën, virussen, schimmels en parasieten) in de loop van de tijd veranderen en niet meer reageren op medicijnen, waardoor infecties steeds moeilijker of onmogelijk te behandelen worden.
De studie, “Een op polytherapie gebaseerde benadering om antimicrobiële resistentie te bestrijden met behulp van cubosomen”, gepubliceerd in Natuurcommunicatie, heeft ontdekt dat het gebruik van nanodeeltjes in combinatie met andere antibiotica een effectieve strategie is om het doden van bacteriën te verbeteren.
De paper levert een belangrijke nieuwe bijdrage op het gebied van antimicrobiële resistentie en vindt een nieuwe weg voorwaarts in de strijd tegen multiresistente bacteriën.
“Dit is een verbluffende bevinding in hoe we medicijnen toedienen en hoe de medicijnen die we nemen ons in de toekomst beïnvloeden”, zegt hoofdonderzoeker Dr. Hsin-Hui Shen.
Dr. Shen, van het Monash University Department of Materials Science and Engineering, en professor Jian Li van het Monash Biomedicine Discovery Institute en het Department of Microbiology, hebben aangetoond dat op nanodeeltjes gebaseerde polytherapiebehandelingen het buitenmembraan van superbacteriën verstoren en een verbeterd alternatief voor het conventionele gebruik van het laden van het antibioticum in lipidenanodeeltjes.
“Wanneer bacteriën resistent worden, kunnen de oorspronkelijke antibiotica ze niet langer doden. In plaats van te zoeken naar nieuwe antibiotica om superbacteriën tegen te gaan, kunnen we de nanotechnologische benadering gebruiken om de dosis antibiotica te verminderen, waardoor multiresistente organismen effectief worden gedood”, zegt Dr. Shen.
De WHO heeft bevestigd dat er de afgelopen 30 jaar geen nieuw antibioticum is ontdekt, maar dat er wereldwijd een crisis van antibioticaresistentie is, wat betekent dat de komende jaren meer mensen zullen sterven aan basisinfecties omdat ze antimicrobiële resistentie hebben ontwikkeld.
De WHO zegt dat de kosten van antimicrobiële resistentie voor de economie aanzienlijk zijn en dat zonder effectieve antimicrobiële middelen het succes van de moderne geneeskunde bij de behandeling van infecties, ook tijdens grote operaties en chemotherapie bij kanker, een verhoogd risico zou hebben.
“Nanodeeltjes zijn lange tijd specifiek gebruikt als antimicrobiële dragers, maar het gebruik van nanodeeltjes in polytherapiebehandelingen met antibiotica om antimicrobiële resistentie te overwinnen, is over het hoofd gezien”, zegt Dr. Shen.
“Het gebruik van combinatietherapie met nanodeeltjes en antibiotica zou de dosisinname in het menselijk lichaam kunnen verminderen en de resistentie tegen meerdere geneesmiddelen kunnen overwinnen.”
Het onderzoek gaat nu over naar de testfase.
Xiangfeng Lai et al, Een op polytherapie gebaseerde benadering om antimicrobiële resistentie te bestrijden met behulp van cubosomen, Natuurcommunicatie (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-28012-5
Natuurcommunicatie
Geleverd door Monash University
