ملخص
ظهور بكتيريا مقاومة للمضادات الحيوية، على سبيل المثال. خلقت المكورات العنقودية الذهبية المقاومة للميثيسيلين (MRSA) والمكورات المعوية المقاومة للفانكومايسين (VRE) مشكلة صحية عالمية كبرى، مما أثر على ملايين المرضى في جميع أنحاء العالم.[1] على سبيل المثال، فانكومايسين (فان) هو مضاد حيوي قوي لعلاج العدوى البكتيرية إيجابية الجرام. يرتبط Van على وجه التحديد ببقايا D-Ala-D-Ala الطرفية لجدار الخلية البكتيرية من خلال تكوين خمس روابط H والتي تمنع بشكل ثابت الارتباط المتبادل لجدار الخلية وتمنع نمو الميكروبات. تؤدي طفرة بقايا حمض أميني واحد من D-Ala-D-Ala إلى D-Ala-D-Lac في VRE إلى حذف رابطة H واحدة، مما يقلل من تقارب ربط Van بمقدار 1000 ضعف تقريبًا ويجعل Van عديم الفائدة علاجيًا. من خلال ربط اثنين من Vans معًا، أظهرت Van dimers فعالية معززة ضد VRE، [3] على الرغم من أن فعاليتها لا تزال بحاجة إلى مزيد من التحسين لتلبية الاحتياجات السريرية.
يهدف هذا المشروع إلى تطوير استراتيجية الجسيمات النانوية متعددة الوظائف (PMN) لمعالجة مشكلة مقاومة البكتيريا للمضادات الحيوية. باستخدام Van كمضاد حيوي نموذجي، سنقوم بإنشاء عرض متعدد التكافؤ لـ Van على سطح الجسيمات النانوية والذي يمكن أن يرتبط في وقت واحد ببقايا D-Ala-D-Lac المتعددة على سطح VRE، مما يعزز بشكل كبير تقارب الارتباط والتغلب على آلية مقاومة VRE. وفي الوقت نفسه، سيتم دمج الخصائص الكيميائية/الفيزيائية الفريدة (على سبيل المثال، الحرارية الضوئية للنانورود)[4] والخصائص الجوهرية المضادة للبكتيريا للجسيمات النانوية (مثل الفضة)[5] لتقديم عمل قوي مضاد للبكتيريا متعدد الوسائط.
أحد القيود الرئيسية لأبحاث المواد النانوية المضادة للبكتيريا الحالية هو التركيز بشكل كبير على متابعة الفعالية المضادة للبكتيريا فقط دون مراعاة استقرارها وتفاعلاتها مع الوسائط البيولوجية والتصفية الكلوية. هذه هي المتطلبات الأساسية للتطبيق في العالم الحقيقي والموافقة السريرية. ونتيجة لذلك، فإن معظم المواد النانوية المضادة للبكتيريا الحالية لا يُقترح ترجمتها إلى أدوية مفيدة على الرغم من الفعالية المضادة للبكتيريا العالية في المختبر. سنعالج هنا هذه المشكلة عن طريق موازنة هذه الاحتياجات في بداية تصميم المواد النانوية المضادة للبكتيريا، مما يعزز فرص تأثيرها السريري بشكل كبير.
على وجه التحديد، هذا المشروع،
1) تصنيع وتوصيف حمض الليبويك-PEG أو الروابط متعددة الوظائف المستندة إلى zwitterionic لتعزيز استقرار الجسيمات النانوية وتقليل التفاعلات غير المحددة مع بروتينات المصل والمكونات البيولوجية الأخرى؛
2) تصنيع وتوصيف الجسيمات النانوية ذات الأحجام المختلفة للسماح بالتصفية الكلوية؛
3) التحقق من كيفية تحديد حجم الجسيمات وشكلها وكيمياء سطحها لفاعليتها المضادة للبكتيريا؛
4) تحضير جسيمات فان النانوية متعددة التكافؤ وتقييم التكافؤ والشكل والحجم واعتمادها على الفعالية المضادة للبكتيريا؛
5) التحقق من فعالية العلاج المشترك متعدد الوسائط ضد البكتيريا المقاومة (على سبيل المثال VRE، مع البروفيسور أليكس أونيل، FBS).
