Gene-gebaseerde nanotherapie biedt gerichte benadering van drugsresistente Candida-infecties

Candida, een soort schimmel, kan zich over het lichaam verspreiden via de bloedbaan, wat leidt tot orgaanschade en sepsis. Onlangs is de incidentie van candidiasis gestegen vanwege de toename van immunosuppressieve therapieën, medische implantaten en transplantatie.

Koreaanse onderzoekers hebben met succes een behandeling van de volgende generatie ontwikkeld die-in tegenstelling tot bestaande antischimmelmiddelen-selectief alleen op Candida handelt, waardoor een hoge therapeutische werkzaamheid en lage bijwerkingen tegelijkertijd worden bereikt.

Het onderzoeksteam onder leiding van professor Hyun-Jung Chung van het Department of Biological Sciences bij KAIST, in samenwerking met het team van professor Yong Pil Jeong in het Asan Medical Center, ontwikkelde een gengebaseerde nanotherapie (FTNX) die tegelijkertijd twee belangrijke enzymen in de Candida-celluur remt.

Het werk is gepubliceerd in het dagboek Natuurcommunicatie.

Huidige antischimmelmiddelen voor Candida hebben een lage doelselectiviteit, die van invloed kunnen zijn op menselijke cellen. Bovendien neemt hun therapeutische werkzaamheid geleidelijk af als gevolg van de opkomst van nieuwe resistente stammen. Vooral bij immuungecompromitteerde patiënten vordert de infectie snel en heeft een slechte prognose, waardoor de ontwikkeling van nieuwe behandelingen de beperkingen van bestaande therapieën dringend wordt overwonnen.

De ontwikkelde behandeling kan systemisch worden toegediend en door gensonderdrukkingstechnologie te combineren met nanomateriaaltechnologie, overwint het effectief de structurele beperkingen van bestaande op elkaar gebaseerde geneesmiddelen en bereikt het met succes selectieve behandeling tegen alleen Candida.

Het onderzoeksteam creëerde een op goud op nanodeeltjes gebaseerd complex geladen met korte DNA-fragmenten genaamd antisense oligonucleotiden (ASO), die tegelijkertijd richten op twee cruciale enzymen-β-1,3-glucan synthase (FKS1) en chitinsynthase (CHS3)-belangrijk voor het vormen van de celwand van de Candida Fungus.

Door een oppervlaktecoatingtechnologie toe te passen die bindt aan een specifieke glycolipide -structuur (een structuur die suiker en vet combineert) op de Candida -celwand, werd een gerichte leveringsapparaat geïmplementeerd. Dit bereikte met succes een nauwkeurig targeting -effect, zodat het complex helemaal niet aan menselijke cellen wordt geleverd, maar handelt alleen selectief op Candida.

Dit complex, na het betreden van Candida-cellen, splitst het mRNA geproduceerd door de FKS1- en CHS3-genen, waardoor de translatie wordt geremd en tegelijkertijd de synthese van celwandcomponenten β-1,3-glucan en chitine blokkeert. Dientengevolge verliest de Candida -celwand zijn structurele stabiliteit en stort je in, onderdrukt het bacteriële overleving en proliferatie.

In feite bevestigden experimenten met behulp van een systemisch candidiasis -model bij muizen het therapeutische effect: een significante vermindering van het aantal candida in de organen, normalisatie van immuunresponsen en een opmerkelijke toename van de overlevingskansen werden waargenomen in de behandelde groep.

Professor Chung, die het onderzoek leidde, verklaarde: “Deze studie presenteert een methode om de kwesties van menselijke toxiciteit en geneesmiddelresistentie te overwinnen met bestaande behandelingen, waardoor een belangrijk keerpunt wordt gemarkeerd door de toepasbaarheid van gentherapie voor systemische infecties aan te tonen. We zijn van plan om onderzoek te doen naar het optimaliseren van de administratiemethoden en het verifiëren van toxiciteit voor de toekomstige klinische toepassing.”