Направленные наночастицы показывают потенциал для более эффективного лечения грибковых инфекций

Исследователи из Университета Брауна разработали новый подход на основе нанотехнологий, который может улучшить лечение грибковых инфекций, особенно вызываемых всё более лекарственно-устойчивыми видами Candida.

В новом исследовании команда продемонстрировала метод нацеливания липосом — крошечных липидных наночастиц для доставки лекарств — непосредственно на грибковые клетки. Новый подход значительно повысил эффективность препарата даже против трудноизлечимых грибковых биоплёнок, не повреждая здоровые клетки человека.

«Грибковые инфекции могут быть чрезвычайно трудны для лечения, а доступные врачам препараты ограничены», — сказала Вероника ЛаМастро, ведущий автор исследования. — «Добавляя таргетный пептид на поверхность липосом, мы можем лучше направлять доставку противогрибкового препарата к грибковым клеткам и увеличивать его способность убивать эти клетки».

Статья опубликована в журнале Advanced Functional Materials.

Виды Candida — распространённые грибы, безвредно живущие в организме человека. Но для людей с ослабленным иммунитетом, включая онкологических больных, реципиентов трансплантатов или пациентов интенсивной терапии, Candida может стать смертельно опасной. C. auris, в частности, стала «супербактерией», быстро распространяющейся в системах здравоохранения и устойчивой ко многим препаратам первой линии. Только в США с 2017 по 2018 год инфекции C. auris увеличились более чем на 300%.

Для решения этой проблемы команда использовала липосомы — сферические наночастицы из натуральных и синтетических жиров. Эти структуры могут нести лекарства внутри своего полого центра или в липидных мембранах и улучшать доставку и стабильность терапии.

Ключевым достижением стало «декорирование» внешней поверхности липосом пептидом — короткой цепочкой аминокислот, — который естественным образом притягивается к клеткам Candida. Пептиды действуют как молекулярная система наведения, помогая липосомам распознавать и связываться с клетками Candida.

После скрининга нескольких пептидов исследователи обнаружили, что один из них, пенетратин, наиболее эффективен для нацеливания на Candida. Команда синтезировала липосомы, покрытые пенетратином и содержащие одобренный FDA противогрибковый препарат позаконазол, который в настоящее время используется как профилактическое средство для предотвращения разрастания Candida.

Лабораторные тесты показали, что липосомы с пенетратином значительно чаще взаимодействовали с клетками Candida, чем стандартные липосомы. Система направленной доставки также резко повысила эффективность препарата. Она подавляла рост Candida при концентрациях до 8 раз ниже, чем требуется для свободного позаконазола, и предотвращала образование биоплёнок при дозах до 1300 раз ниже.

Подход также оказался безопасным: направленные липосомы не показали токсичности для клеток человека, обычно поражаемых при инфекции, включая клетки кожи, кровеносных сосудов, вагинальной ткани и эритроциты.

В тесте на мышиной модели интрадермальной инфекции C. albicans у мышей, получивших направленные липосомы, грибковая нагрузка была на 60% ниже, чем у тех, кому вводили обычные липосомы с препаратом.

Исследование предполагает, что направленные липосомы — многообещающий новый метод борьбы с грибковыми инфекциями.

«Грибковые инфекции — крайне малоизученная область, особенно в инженерных и биоматериальных сообществах, — сказала профессор Анита Шукла, руководившая исследованием. — Но с ростом устойчивости к противомикробным препаратам и увеличением использования противогрибковых средств в клинической практике и сельском хозяйстве эта работа становится всё важнее».

Команда планирует продолжить изучение и расширение метода. В данной работе рассматривался препарат для профилактики инфекций Candida. Теперь команда планирует протестировать его с препаратами для лечения уже установившихся инфекций.