Onderzoekers van de São Paulo State University (UNESP) in Brazilië hebben een goedkope technologie ontwikkeld met nanodeeltjes vol antibiotica en andere antimicrobiële verbindingen die kunnen worden gebruikt bij meerdere aanvallen op infecties door de bacterie die verantwoordelijk is voor de meeste gevallen van tuberculose.

Het werk wordt gerapporteerd in een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Carbohydrate Polymers . Resultaten van in-vitrotests suggereren dat dit de basis zou kunnen zijn voor een behandelingsstrategie om bacteriële resistentie tegen meerdere geneesmiddelen te bestrijden.

Volgens het Braziliaanse ministerie van Volksgezondheid werden in 2022 zo'n 78.000 gevallen van tuberculose gemeld, 5% meer dan in het voorgaande jaar en meer dan in enig ander land in Amerika. Naast de stijging van de incidentie groeit ook het aantal gevallen waarbij multiresistente stammen betrokken zijn.

De belangrijkste veroorzaker van de ziekte is de bacil Mycobacterium tuberculosis, een van de meest dodelijke bacteriën die wetenschappers kennen. De overdracht vindt plaats via het inademen van bacillen, die naar de longblaasjes migreren, waardoor ontstekingen in de luchtwegen ontstaan ​​en uiteindelijk het longweefsel wordt vernietigd.

Het gebruik van nanotechnologie is een van de nieuwe behandelingsstrategieën die door wetenschappers over de hele wereld als meest veelbelovend worden beschouwd tegen multiresistente stammen van M. tuberculosis. Het UNESP-onderzoek analyseerde de antituberculoseactiviteit van nanodeeltjes bestaande uit N-acetylcysteïne (een vrij verkrijgbaar supplement), chitosan (een natuurlijke verbinding afgeleid van het buitenste skelet van schaaldieren), een antimicrobieel peptide dat oorspronkelijk werd geïsoleerd uit de huid van een Braziliaanse kikkersoort. en rifampicine (een antibioticum dat vaak wordt gebruikt bij de behandeling van tuberculose).

De resultaten toonden aan dat de nanodeeltjes de progressie van de ziekte aanzienlijk remden en de resistentie tegen het medicijn overwonnen zonder celbeschadiging te veroorzaken.

In vitro-testen werden uitgevoerd met met M. tuberculosis geïnfecteerde fibroblasten, de belangrijkste cellen die actief zijn in bindweefsel, en macrofagen, cellen van het aangeboren immuunsysteem en een sleutelcomponent van de eerstelijnsverdediging tegen pathogenen.

“Rifampicine wordt voor bepaalde stammen van de bacil als verouderd beschouwd, maar in onze studie hebben we het nieuw leven ingeblazen en geoptimaliseerd met antimicrobiële peptiden waarvan is bewezen dat ze de ziekte helpen bestrijden”, zegt Laura Maria Duran Gleriani Primo, eerste auteur van het artikel en een onderzoeker. student aan de School of Pharmaceutical Sciences van UNESCO.

"Deze peptiden interageren met verschillende receptoren in verschillende delen van de bacterie, zowel in het membraan als in het periplasma. We ontdekten dat ze rifampicine nieuw leven inblazen, dat nog actiever werd in macrofagen", zegt Cesar Augusto Roque-Borda, mede-eerste auteur van het onderzoek. en een Ph.D. kandidaat in het UNESCO-programma voor graduate studies in biowetenschappen en farmaceutische biotechnologie. Het periplasma is een gebied van bacteriële cellen dat tussen de binnenste cytoplasmatische en buitenste bacteriële membranen van de celenvelop ligt.

Toekomstperspectieven

Conventionele behandeling van tuberculose omvat het gelijktijdig gebruik van verschillende antibiotica gedurende zes maanden tot ongeveer twee jaar, afhankelijk van de reactie van de patiënt en de resistentie van de bacterie. De onderzoekers verwachten dat hun techniek deze tijd zal verkorten.

"Uit het onderzoek weten we dat het mogelijk is om een ​​aanzienlijke concentratie antibiotica en peptiden in macrofagen in te brengen – genoeg om het effect van de behandeling te versterken", zegt Fernando Rogério Pavan, laatste auteur van het artikel en professor aan de School of Pharmaceutical Sciences van UNESCO. . "Onze verwachtingen voor toekomstig onderzoek omvatten onder meer het gebruik van dit soort nanotechnologie met andere medicijnen en medicijnen met langzame afgifte, zodat patiënten hun medicijnen niet elke dag hoeven in te nemen."

De volgende stap zal zijn om de in vitro bevindingen te bevestigen door middel van in vivo onderzoeken en het gebruik van de nanodeeltjes te bestuderen om andere ziekten te bestrijden die langdurige behandeling vereisen.

Meer informatie: Laura Maria Duran Gleriani Primo et al., Antimicrobiële peptiden geënt op het oppervlak van N-acetylcysteïne-chitosan nanodeeltjes kunnen geneesmiddelen revitaliseren tegen klinische isolaten van Mycobacterium tuberculosis, Koolhydraatpolymeren (2023). DOI:10.1016/j.carbpol.2023.121449

Geleverd door FAPESP