Door licht geactiveerde nanodeeltjes, ook wel kwantumstippen genoemd, kan een cruciale boost geven aan de effectiviteit van antibioticabehandelingen die worden gebruikt om resistente superbacteriën te bestrijden, zoals: E coli en Salmonella , nieuwe University of Colorado Boulder-onderzoek laat zien.

Multiresistente ziekteverwekkers, die hun afweer sneller ontwikkelen dan nieuwe antibioticabehandelingen kunnen worden ontwikkeld om ze te behandelen, kostte de Verenigde Staten naar schatting 20 miljard dollar aan directe gezondheidszorgkosten en nog eens 35 miljard dollar aan verloren productiviteit in 2013.

CU Boulder-onderzoekers, echter, waren in staat om bestaande antibiotica voor bepaalde klinische isolaatinfecties opnieuw te versterken door nano-gemanipuleerde kwantumdots te introduceren, die selectief kan worden ingezet en geactiveerd of gedeactiveerd met behulp van specifieke golflengten van licht.

In plaats van de infecterende bacteriën conventioneel aan te vallen, de stippen geven superoxide af, een chemische soort die interfereert met de metabole en cellulaire processen van de bacterie, een vechtreactie teweegbrengen die het vatbaarder maakt voor het oorspronkelijke antibioticum.

"We hebben een een-twee-knockout-stoot ontwikkeld, " zei Prashant Nagpal, een assistent-professor in CU Boulder's Department of Chemical and Biological Engineering (CHBE) en de co-hoofdauteur van de studie. "De natuurlijke vechtreactie van de bacterie [op de stippen] maakt het eigenlijk kwetsbaarder."

De bevindingen, die vandaag in het tijdschrift werden gepubliceerd wetenschappelijke vooruitgang , laten zien dat de stippen de effectieve antibioticaresistentie van de klinische isolaatinfecties met een factor 1 verminderden 000 zonder nadelige bijwerkingen te veroorzaken.

"We denken meer als de bug, " zei Anushree Chatterjee, een assistent-professor in CHBE en de co-hoofdauteur van de studie. "Dit is een nieuwe strategie die speelt tegen de normale sterkte van de infectie en in plaats daarvan het antibioticum katalyseert."

Terwijl andere eerdere antibioticabehandelingen te willekeurig zijn gebleken in hun aanval, de quantum dots hebben het voordeel dat ze op intracellulair niveau selectief kunnen werken. Salmonella , bijvoorbeeld, kunnen groeien en zich voortplanten in gastheercellen. De punten, echter, zijn klein genoeg om naar binnen te glippen en de infectie van binnenuit te verwijderen.

"Deze superresistente insecten bestaan ​​nu al, vooral in ziekenhuizen, "zei Nagpal. "Het is gewoon een kwestie van ze niet te contracteren. Maar ze zijn één mutatie verwijderd van veel meer wijdverspreide infecties."

Algemeen, Chatterjee zei, het belangrijkste voordeel van de quantum dot-technologie is dat het clinici een aanpasbare veelzijdige benadering biedt voor het bestrijden van infecties die al de grenzen van de huidige behandelingen belasten.

"Ziekte werkt veel sneller dan wij, "zei ze. "De geneeskunde moet ook evolueren."

Vooruit gaan, de onderzoekers zien kwantumdots als een soort platformtechnologie die kan worden geschaald en aangepast om een ​​breed scala aan infecties te bestrijden en mogelijk uit te breiden naar andere therapeutische toepassingen.