打破细菌屏障 改善慢性伤口感染治疗的新策略
打破细菌屏障改善慢性伤口感染治疗的新策略莎拉-罗-康伦(SarahRowe-Conlon)博士资料来源:联合国大学微生物学与免疫学系为了保护自己免受人体免疫系统和其他潜在威胁的侵袭,金黄色葡萄球菌可以聚集在一起,形成一个被称为生物膜的滑溜溜黏糊糊的防护罩。生物膜屏障非常厚,无论是免疫细胞还是抗生素都无法穿透并中和有害细菌。北卡罗来纳大学医学院和北卡罗来纳-北卡罗来纳州立大学生物医学工程联合系的研究人员开发出一种新方法,将棕榈油酸、庆大霉素和无创超声波结合在一起,帮助改善被金黄色葡萄球菌感染的慢性伤口的药物输送。利用他们的新策略,研究人员能够将糖尿病小鼠伤口中具有挑战性的MRSA感染降低94%。他们能够完全消毒几只小鼠的伤口,其余小鼠的细菌负担也明显减少。他们的研究结果发表在《细胞化学生物学》上。资深作者、微生物学与免疫学系研究副教授莎拉-罗-康伦(SarahRowe-Conlon)博士说:"如果慢性伤口中的细菌没有被完全清除,病人就会面临感染复发或继发感染的高风险。这种治疗策略有可能改善疗效,减少患者慢性伤口感染的复发。我们对将其转化为临床治疗的潜力感到兴奋,而这正是我们现在正在探索的。"生物膜是多种抗生素的物理屏障。UNC-NCSU生物医学工程联合系研究助理教授VirginiePapadopoulou博士很想知道,非侵入性空化增强超声波是否能产生足够的搅动,在生物膜中形成开放空间,以促进药物输送。保罗-戴顿博士资料来源:UNC-NCSU生物医学工程联合系可被超声激活的液滴被称为相变造影剂(PCCA),可局部涂抹在伤口上。超声波换能器聚焦在伤口上并打开,使液滴内的液体膨胀,变成充满气体的微小气泡,然后迅速移动。这些微气泡的摆动搅动生物膜,既能机械地破坏生物膜,又能增加液体流动。最终,生物膜的破坏和药物在生物膜中渗透力的增加相结合,使药物能够进入生物膜并高效杀死细菌。"微气泡和相变造影剂充当了超声波能量的局部放大器,使我们能够精确瞄准伤口和身体部位,达到标准超声波无法达到的治疗效果。"生物医学工程系杰出教授兼系主任戴顿说。"我们希望能够利用类似的技术,将化疗药物局部输送到顽固的肿瘤中,或将新的遗传物质驱动到受损的细胞中。"封面图展示了超声波介导的药物输送到生物膜感染的伤口中。图片来源:EllaMarushchenko当细菌细胞被困在生物膜内时,它们几乎无法获得养分和氧气。为了节省资源和能量,它们会进入休眠或睡眠状态。这种状态下的细菌被称为持久细胞,对抗生素具有极强的抗药性。研究人员选择了庆大霉素,这种外用抗生素通常对金黄色葡萄球菌无效,因为金黄色葡萄球菌普遍具有抗药性,而且对顽固细胞的活性很差。研究人员还在模型中引入了一种新型抗生素佐剂--棕榈油酸。棕榈油酸是一种不饱和脂肪酸,是人体的天然产物,具有很强的抗菌特性。作者发现,棕榈油酸有助于抗生素成功进入金黄色葡萄球菌细胞,并能杀死顽固细胞和逆转抗生素耐药性。研究小组对这种新的局部非侵入性方法的前景充满希望,因为它可以为科学家和医生提供更多对抗抗生素耐药性的工具,并减轻口服抗生素的严重不良反应。罗-康伦说:"口服或静脉注射等全身性抗生素效果很好,但往往存在很大的风险,如毒性、肠道微生物菌群消失和艰难梭菌感染。利用这种系统,我们能够使外用药物发挥作用,它们可以以非常高的浓度应用于感染部位,而不会产生与全身给药相关的风险。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1373455.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1373455.htm