Nieuwe organische molecule kan een krachtig wapen worden in de strijd tegen antibioticaresistentie

We hebben een totaal innovatieve aanpak gevolgd waarbij cyclodextrines niet alleen worden gebruikt als nanodragers van medicijncombinaties, maar ze spelen ook een actieve rol bij het bestrijden van infecties door te interfereren met het mechanisme waarmee bacteriën cellen binnendringen."

Ruxandra Gref, project coördinator, Centre National de la Recherche Scientifique in Frankrijk

Gericht op tuberculose, een van de belangrijkste doodsoorzaken wereldwijd die jaarlijks meer dan 1,5 miljoen levens eist, het CYCLON HIT-team onderzocht een methode om met antibiotica versterkte cyclodextrine-nanodeeltjes rechtstreeks in de longen te brengen, waar de Mycobacterium tuberculosis pathogeen hoopt zich op bij de mens. Deze zeer gespecialiseerde bacterie gebruikt een deel van het membraan van cellen, lipid rafts genaamd, om het longweefsel binnen te dringen, waar het zich kan vestigen in defensieve cellen die bekend staan ​​als macrofagen. zich effectief verbergt in het eigen immuunsysteem van het lichaam.

‘Met behulp van dit ingenieuze mechanisme, de ziekteverwekker dringt binnen en blijft in macrofagen, ondanks hun rol bij het doden van vreemde lichamen. We ontdekten dat gemanipuleerde cyclodextrines zich bij voorkeur ook op lipide-rafts bevinden en fungeren als een schild tegen penetratie van pathogenen zonder enige toxiciteit voor het lichaam, ’ zegt Greef.

Cyclodextrines kunnen daarom worden ontwikkeld om twee levensreddende functies uit te voeren:voorkomen dat pathogenen cellen binnendringen, en het afleveren van antibiotica en andere medicijnen aan geïnfecteerde cellen, een krachtig dubbelwerkend wapen tegen ziekten.

Meer gerichte behandeling, minder bijwerkingen

Verder, een gepatenteerd nanodeeltje ontwikkeld door de CYCLON HIT-onderzoekers, gemaakt van β-cyclodextrine-nanodeeltjes, zou de toediening van combinaties van antibiotica rechtstreeks in de longen via een inhalator mogelijk maken, in plaats van dat patiënten langzaamwerkende en minder effectieve pillen moeten innemen.

Na het falen van eerstelijns antibiotica, multiresistente tuberculose wordt momenteel behandeld met chemotherapie of tweedelijns antibiotica zoals ethionamide in combinatie met andere geneesmiddelen. Maar patiënten vinden het vaak moeilijk om zich aan behandelingsregimes te houden die het innemen van meer dan 10.000 tabletten over een periode van twee jaar kunnen vereisen, vaak met slopende bijwerkingen.

‘De gemanipuleerde cyclodextrines waren in staat antibiotica op te nemen, hun activiteit te behouden en ze veilig af te leveren aan de geïnfecteerde cellen, ’ zegt Greef. 'Tests in diermodellen tonen aan dat deze aanpak hogere geneesmiddelconcentraties op de doellocatie en minder systemische bijwerkingen voor de patiënt oplevert.'

Hoewel multiresistente tuberculose een belangrijke testcase was voor de CYCLON HIT-onderzoekers, hun gemanipuleerde cyclodextrine-nanodragers kunnen ook worden ingezet tegen een reeks andere pathogenen, zoals Salmonella typhimurium , verantwoordelijk voor ernstige gastro-enteritis; Staphyloccocus aureus , een opportunistische ziekteverwekker die verband houdt met huidinfecties en luchtweginfecties; en de soorten gramnegatieve bacteriën die het meest betrokken zijn bij ziekenhuisinfecties.

Aangezien alle soorten bacteriën continu muteren als reactie op de selectieve druk van antibiotica, leidend tot resistentie tegen meerdere geneesmiddelen en mogelijk onbehandelbare ziekte, aanhoudende onderzoeksinspanningen zijn nodig om nieuwe manieren te ontwikkelen om effectieve behandelingen te leveren.

Daartoe, het CYCLON HIT-project heeft de basis gelegd voor doorlopend onderzoek naar het enorme potentieel van cyclodextrines door middel van een trainingsprogramma voor 11 beginnende en vijf jonge ervaren onderzoekers, ondersteund door de interdisciplinaire expertise van 12 onderzoeksinstituten en innovatieve MKB-bedrijven in heel Europa.

Gref zegt dat de samenwerking op verschillende fronten wordt voortgezet na het einde van het Marie-Curie Initial Training Networks-project, met leden van het projectconsortium die momenteel partnerschappen zoeken met bedrijven om de nanotechnologie verder te ontwikkelen en te commercialiseren.

• Studie vindt hoe je darmmicroben het beste kunt laten groeien om de menselijke gezondheid te verbeteren
• Onderzoek toont verband aan tussen gezondheid van het darmmicrobioom en succesvolle gewrichtsvervanging