Использование наночастиц кремния для борьбы с инфекциями

Существует острая необходимость в лучших методах лечения бактериальных инфекций в гонке между разработкой новых антибиотиков и появлением устойчивых к ним бактерий.

В настоящее время устойчивость к противомикробным препаратам ежегодно является причиной 23 000 смертей в США и 700 000 смертей во всем мире. Исследование Wellcome Trust 2016 года предсказало, что к 2050 году нынешние темпы появления новых вирулентных штаммов опередят скорость одобрения новых противомикробных агентов FDA, что означает, что смертность от устойчивых штаммов превысит смертность от рака.

Исследователь из Университета Миннесоты Хонгбо Пан помог открыть первый пример эффективной генной терапии против смертельных бактериальных инфекций с использованием нанотерапевтического средства для доставки малой интерферирующей РНК (siRNA), нацеленной на клетки иммунной системы. Это исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, было проведено командой из Университета Миннесоты, Калифорнийского университета в Сан-Диего (UCSD), Института медицинских открытий Санфорд-Бернем (SBMDI) и Корейского института передовых наук и технологий (KAIST).

Команда исследователей изучила генную терапию — недостаточно используемый подход для борьбы с бактериальными инфекциями и укрепления иммунной системы организма. Терапия siRNA способна усилить способность некоторых врожденных иммунных клеток атаковать бактерии, одновременно подавляя воспалительный ответ иммунной системы, который может мешать выздоровлению.

При таком лечении есть надежда, что можно будет атаковать широкий спектр бактериальных инфекций, включая новые штаммы. Хотя доставка siRNA в организме известна своей сложностью, исследование показало, что терапия siRNA привела к полному выздоровлению от смертельной бактериальной инфекции, спасая 100% мышей, зараженных летальной дозой пневмонии, вызванной Staph. aureus.

Исследовательская группа включила три особенности в дизайн своих наночастиц:

• создали пористую наночастицу-носитель, которая защищала свою полезную нагрузку siRNA от преждевременной деградации в кровотоке;
• обнаружили пептид, который избирательно нацеливается на клетки макрофагов — тип белых кровяных телец, которые атакуют чужеродные микробы и сигнализируют о присутствии захватчика;
• разработали химическое покрытие, называемое фузогенным липидом, которое позволяло наночастице проникать в макрофаг и доставлять свою генную терапию в нужные компартменты клетки.

Согласно Пану, это исследование является первым примером эффективной генной терапии смертельных бактериальных инфекций с использованием нанотерапевтического средства для доставки siRNA к клеткам-мишеням макрофагам. Исследовательская группа впервые продемонстрировала, что терапевтическая siRNA может обеспечить полное выздоровление от смертельной бактериальной инфекции.