Onderzoekers van Monash University hebben inzicht gekregen in hoe nanodeeltjes kunnen worden gebruikt om de aanwezigheid van invasieve en soms dodelijke microben te identificeren, en gerichte behandelingen effectiever te leveren.

Deze studie werd uitgevoerd als een interdisciplinaire samenwerking tussen microbiologen, immunologen en ingenieurs onder leiding van Dr. Simon Corrie van de afdeling Chemische Technologie van Monash University en professor Ana Traven van het Monash Biomedicine Discovery Institute (BDI). Het is onlangs gepubliceerd in het tijdschrift American Chemical Society ACS toegepaste interfaces en materiaal .

Candida albicans , een veel voorkomende microbe, kan dodelijk worden wanneer het koloniseert op apparaten zoals katheters die in het menselijk lichaam zijn geïmplanteerd. Hoewel het vaak voorkomt bij gezonde mensen, deze microbe kan een serieus probleem worden voor mensen die ernstig ziek zijn of een verzwakt immuunsysteem hebben.

De microbe vormt een biofilm wanneer hij koloniseert met behulp van, bijvoorbeeld, een katheter als infectiebron. Het verspreidt zich vervolgens in de bloedbaan om inwendige organen te infecteren.

"Het sterftecijfer in sommige patiëntenpopulaties kan oplopen tot 30 tot 40 procent, zelfs als je mensen behandelt. Wanneer het koloniseert, het is zeer resistent tegen antischimmelbehandelingen, ' zei professor Traven.

"Het idee is dat als je deze infectie vroeg kunt diagnosticeren, dan heb je een veel grotere kans om het met succes te behandelen met de huidige antischimmelmiddelen en om een ​​volledige systemische infectie te stoppen, maar onze huidige diagnostische methoden ontbreken. Een biosensor om vroege stadia van kolonisatie te detecteren zou zeer nuttig zijn."

De onderzoekers onderzochten de effecten van organosilica-nanodeeltjes van verschillende groottes, concentraties en oppervlaktecoatings om te zien of en hoe ze interageren met beide C. albicans en met immuuncellen in het bloed.

Ze ontdekten dat de nanodeeltjes bonden aan schimmelcellen, maar waren niet giftig voor hen.

"Ze doden de microbe niet, maar we kunnen een antischimmeldeeltje maken door ze te binden aan een bekend antischimmelmedicijn, ' zei professor Traven.

De onderzoekers toonden ook aan dat de deeltjes associëren met neutrofielen - menselijke witte bloedcellen - op een vergelijkbare manier als met C. albicans , voor hen niet-cytotoxisch blijven.

"We hebben vastgesteld dat deze nanodeeltjes, en door gevolgtrekking een aantal verschillende soorten nanodeeltjes, interactief kan worden gemaakt met cellen van belang, ' zei dokter Corrie.

"We kunnen de oppervlakte-eigenschappen daadwerkelijk veranderen door verschillende dingen aan elkaar te hechten; daardoor kunnen we de interacties die ze met deze cellen hebben echt veranderen - dat is behoorlijk belangrijk."

Dr. Corrie zei dat terwijl nanodeeltjes werden onderzocht bij de behandeling van kanker, het gebruik van op nanodeeltjes gebaseerde technologieën bij infectieziekten blijft achter op het gebied van nanogeneeskunde voor kanker, ondanks het grote potentieel voor nieuwe behandelingen en diagnostiek.

"Het andere unieke aan deze studie is dat in plaats van in kweek gekweekte cellen te gebruiken, we kijken ook naar hoe deeltjes werken in menselijk bloed en met neutrofielen gewonnen uit vers menselijk bloed, " hij zei.

Professor Traven zei dat de studie veel baat had gehad bij interdisciplinaire samenwerking.

"We hebben laboratoria samengebracht met expertise in infectie, microbiologie en immunologie met een laboratorium met expertise in engineering, state-of-the-art experimenten te doen, " ze zei.