Усиление фотодинамической инактивации бактерий за счет интеркаляции в мембрану
Бактериальные инфекции представляют угрозу для здоровья человека. В условиях растущей антибиотикорезистентности такие инфекции могут снова опустошать человечество, как в доантибиотическую эру. Ученые ищут новые, неантибиотические средства для борьбы с бактериальными инфекциями.
Одна из перспективных стратегий — фотодинамическая инактивация (PDI). Она использует фотосенсибилизаторы для генерации активных форм кислорода (ROS), которые повреждают биологически активные вещества в клеточной мембране, вызывая необратимую гибель бактерий в присутствии света и O2. К сожалению, ROS имеют короткий период полураспада и малый радиус реакции. В результате, главная задача для PDI — как усилить интеркаляцию в мембрану.
Недавно исследователи из Технического института физики и химии (TIPC) Китайской академии наук, Шанхайского университета Цзяо Тон и Университета Юты сообщили о своей работе по достижению усиленной интеркаляции в мембрану.
В этой работе ученые организовали самосборку через электростатическое взаимодействие между пептид-декорированным вирусным капсидным белком, проникающим в клетки (TAT-TMVCP), и органоплатиновым металлоциклом (TPE-Pt-MC), который действует как фотосенсибилизатор с индуцированной агрегацией эмиссией.
В новой сборке фотосенсибилизатор обеспечивает способность генерировать ROS. Пептид, экспонированный на поверхности, обеспечивает способность к интеркаляции в мембрану.
Исследователи обнаружили, что сборка достигла значительно усиленной эффективности PDI против E. coli и S. aureus, особенно против грамотрицательной E. coli. Сборка снизила выживаемость E. coli с 55% в темноте до почти 0% при облучении светом.
Это исследование имеет широкие перспективы — от повышения эффективности PDI до создания многофункциональных наноматериалов.
Результаты, озаглавленные "Membrane intercalation-enhanced photodynamic inactivation of bacteria by a metallacycle and TAT-decorated virus coat protein", были опубликованы в PNAS 4 ноября 2019 года.