Een groot Australisch team onder leiding van Monash University heeft een nieuwe aanpak bedacht voor het doden van antibioticaresistente bacteriën met behulp van lipide-nanodeeltjes die zich richten op specifieke lagen op het oppervlak van de bacteriecel.

Onderzoek gepubliceerd in het tijdschrift Small heeft aangetoond dat antibacteriële lipiden met succes kunnen worden gebruikt in combinatie met nanodragerlipiden om nanodeeltjes te vormen die gramnegatieve bacteriën doden.

Deze aanpak breidt de mogelijkheden uit van methoden voor de toediening van antibacteriële lipiden in combinatie met gevestigde behandelingen om bacteriële infecties te behandelen.

Het onderzoeksteam werd geleid door prof. Jian Li, prof. Anton Peleg en universitair hoofddocent Hsin-Hui Shen van Monash University. Instrumentwetenschapper en co-auteur Dr. Anton Le Brun heeft bijgedragen aan het onderzoek met metingen aan de neutronenreflectometer Platypus en analyse van de gegevens.

"Neutronenreflectometrie is een nuttig hulpmiddel om de structuur van celmembranen op nanometerschaal te begrijpen", legt Dr. Le Brun uit.

Het Platypus-instrument van het Australian Centre for Neutron Scattering werd gebruikt om het mechanisme dat aan het werk is bij een gecombineerde ML-niosoom/polymyxine B-behandeling op moleculair niveau op te helderen. Niosomen zijn blaasjes met speciale eigenschappen die worden gebruikt om medicijnen af ​​te geven.

Polymyxine B is een laatste redmiddel voor de behandeling van infecties door gramnegatieve bacteriën. Sommige bacteriën beginnen echter zelfs tegen dit antibioticum tekenen van resistentie te vertonen.

Door kunstmatige membranen te maken die de eigenschappen van het gramnegatieve bacteriële celoppervlak nabootsen, ontdekte het team dat de ML-niosomen zich richten op de buitenste laag van het buitenmembraan, dat voornamelijk uit polysachariden bestaat.

Door de binding van de ML-niosomen aan het oppervlak van het buitenmembraan wordt het membraan blootgelegd. Het geeft polymyxine B betere toegang om het beschermende buitenmembraan en vervolgens het binnenmembraan aan te vallen en af ​​te breken, waardoor uiteindelijk de bacteriecel wordt gedood.

Het nieuwe complex was effectief tegen een brede selectie van hypervirulente stammen van K. pneumoniae, A. baumannii en P. aeruginosa, waaronder multiresistente pathogenen.

Toekomstig werk zal onderzoeken hoe dit in detail op moleculair niveau wordt bereikt en waarom de combinatie met polymyxine B effectiever is. Andere stappen zullen het onderzoek uitbreiden om te testen tegen andere ziekteverwekkers waarbij resistentie tegen gevestigde behandelingen problematisch blijkt.

Meer informatie: Xiangfeng Lai et al, Polysaccharide-gerichte lipide-nanodeeltjes om gramnegatieve bacteriën te doden, Klein (2023). DOI:10.1002/klein.202305052

Journaalinformatie: Klein

Aangeboden door de Australian Nuclear Science and Technology Organization (ANSTO)