Farmaceutski naučnici Nacionalnog univerziteta u Singapuru (NUS) razvili su sintetičke peptidne nanomreže za lečenje infekcija bakterijskim sojevima otpornim na antibiotike poslednjeg izbora.
U prirodi, zamka i ubijanje je uobičajeni imunološki odbrambeni mehanizam koji koriste različite vrste, uključujući ljude. Kao odgovor na prisustvo patogena, peptidi se oslobađaju iz ćelija domaćina i oni se brzo sami sastavljaju u rastvoru da bi formirali umrežene nanomreže, koje zatim zarobljavaju bakterije i čine ih ranjivijim na antimikrobne komponente.
Nekoliko istraživačkih grupa je istraživalo sintetičku biomimetiku nanomreža kao put za rešavanje globalnog zdravstvenog izazova široko rasprostranjene rezistencije na antibiotike. Međutim, najistaknutije studije na terenu dale su samo nepovezane kratke nanofibrile ograničene na površine bakterija i nisu u stanju da fizički imobilišu bakterije. Pored toga, ovim projektima je nedostajala kontrola nad pokretanjem procesa samosastavljanja.
Istraživački tim koji je predvodila vanredna profesorka Rachel EE sa Odeljenja za farmaciju, NUS je dizajnirao kratke β-ukosnice peptide od 15 do 16 ostataka koji su sposobni da se selektivno sastavljaju u nanomreže kao odgovor na lipopolisaharid ili lipoteihoensku kiselinu, koji su integralna membrana. komponente jedinstvene za bakterije.
Ova specifičnost prema bakterijama je privlačan atribut koji još nije postignut u ovoj oblasti. Peptidne nanomreže su pokazale i funkcije hvatanja i antimikrobnog ubijanja, nudeći na taj način direktnu nadogradnju sa nanomreža samo za zamke u prirodi, kao i sintetičkih dizajna prijavljenih na terenu. Ovo otvara mogućnosti za modulaciju spektra aktivnosti materijala.
Tim je dalje pokazao funkcionalnu prilagodljivost peptida, pri čemu se potencija i kapacitet fibrilacije mogu modulirati promenom samo jedne ili dve aminokiseline u oblasti zaokreta sekvenci. Od interesa, nanomreže su pokazale robusnost protiv enzimske degradacije tripsinom, što je veliki izazov koji ograničava kliničku primenu jednostavnih antimikrobnih peptida.
Biološke procene peptidnih nanomreža korišćenjem mišjih modela pokazale su značajnu antimikrobnu efikasnost protiv bakterija otpornih na kolistin i bez sistemske toksičnosti. Ovaj rad je obavljen u saradnji sa vanrednim profesorom Rajamani Lakshminaraianan koji ima zajedničke sastanke sa Odeljenjem za farmaciju, NUS i Singapurskim institutom za istraživanje oka. Ovi nalazi su objavljeni u Advanced Functional Materials.
Profesor Ee je rekao: „Naše nanomreže zasnovane na peptidima pokazale su potencijale kao alternativna anti-infektivna strategija za rešavanje rezistencije na antibiotike. Naš sledeći izazov je da optimizujemo dizajn za kliničku primenu kod ljudi.“
U stalnim naporima da se u potpunosti razjasne funkcije peptidnih nanoneta, tim istražuje njihov potencijal u istovremenom suzbijanju inflamatornih odgovora, što je uobičajena pojava na mestu bakterijske infekcije.
