Het laden van nanovezelhechtingen met vitamine D induceert de productie van een infectiebestrijdend peptide, nieuw onderzoek laat zien.

De ontdekking zou een belangrijke stap vooruit kunnen zijn in de preventie van wondinfecties, alleen al in de Verenigde Staten elk jaar een uitdaging van meerdere miljarden dollars.

Een samenwerking met Adrian Gombart van het Linus Pauling Institute aan de Oregon State University maakte gebruik van coaxiale elektrospinning en rollen om hechtingen te fabriceren die 25-hydroxyvitamine D3 en het pam3CSK4-peptide bevatten.

Een peptide is een verbinding die bestaat uit twee of meer aminozuren die in een keten zijn verbonden; de functie van pam3CSK4 is om de toll-like receptor van een cel te activeren, die op hun beurt immuunreacties veroorzaken, waarin vitamine D een sleutelrol speelt.

Het onderzoek toonde aan dat de hechtingen 25D3 vrijgaven - dezelfde vorm van de vitamine die in het bloed wordt gemeten wanneer de vitamine D-spiegels van een patiënt worden getest - op een aanhoudende basis gedurende vier weken. De hechtingen gaven pam3CSK4 vrij via een eerste burst gevolgd door een verlengde afgifte van vier weken.

"Als de tolachtige receptor wordt geactiveerd, je induceert een bepaald enzym om 25D3 om te zetten in zijn bioactieve vorm, bekend als 1, 25-dihydroxy vitamine D3, die de vitamine D-receptor activeert, "Zei Gombart. "Als de activiteit toeneemt, dat de expressie van vitamine D-receptordoelgenen verhoogt, waarvan er één het LL-37-peptide produceert, die microben doodt door hun membranen te verstoren.

"Het idee is, als u een infectie zou hebben, de hechtingen zouden de tolachtige receptoren activeren en de productie van 1 verhogen, 25D3 van de 25D3 die vrijkomt uit hechtingen - dus je krijgt zowel lokale inductie als een toename van de productie van het antimicrobiële peptide."

De corresponderende auteur van de studie, Jingwei Xie van het University of Nebraska Medical Center, merkt op dat de infectiewerende hechtingen die momenteel worden gebruikt triclosan bevatten, een antibacterieel en antischimmelmiddel dat ook in een verscheidenheid aan consumentenproducten wordt aangetroffen.

"Echter, het veelvuldig gebruik heeft geleid tot bacteriële resistentie, " zei Xie. "Triclosan vertoont ook een breed scala aan gezondheidsrisico's, waaronder hormoonontregeling, verminderde spierfunctie, leverschade en de ontwikkeling van kankergezwellen. In vergelijking met de momenteel beschikbare producten en behandelingsopties, de anti-infectieuze hechtingen die we ontwikkelen, zouden de selectie op multidrugresistentie en andere gezondheidsgerelateerde tekortkomingen kunnen omzeilen. De nieuwe hechtingen zijn ook zeer configureerbaar en kunnen een verscheidenheid aan bioactieve verbindingen leveren om het infectierisico te minimaliseren, genezing optimaliseren en littekens minimaliseren. Geen van de momenteel beschikbare hechtingen heeft dit functieniveau."

Gombart voegt eraan toe dat de vitamine D die door de hechtingen wordt afgegeven, ook andere genen kan beïnvloeden die betrokken zijn bij de immuunrespons, evenals LL-37.

"Dus een verbinding als vitamine D richt zich niet alleen op bacteriën via het antimicrobiële peptide, maar andere immuunreacties kunnen ook worden gemoduleerd om infecties te helpen bestrijden, "Hij zei. "Door op meerdere fronten te targeten, wordt de kans op weerstand geminimaliseerd."

Het medisch centrum van de Universiteit van Nebraska, de nationale gezondheidsinstituten, en de Otis Glebe Medical Research Foundation ondersteunden dit onderzoek.

De bevindingen zijn onlangs gepubliceerd in nanogeneeskunde .