Nanofibrile peptidice autoasamblabile create pentru combaterea infecțiilor bacteriene intracelulare

Cercetătorii au dezvoltat un nou tip de nanofibrile peptidice auto-asamblate, cu proprietăți unice care le permit să distrugă eficient bacteriile patogene intracelulare. Rezultatele acestui studiu important sunt publicate în revista Science Advances.

Care este esența noii abordări?

Bacteriile intracelulare reprezintă o provocare medicală serioasă, deoarece se ascund de sistemul imunitar și sunt adesea rezistente la antibioticele tradiționale. Pentru a depăși aceste provocări, un grup de oameni de știință condus de Dr. W. Yu a dezvoltat molecule peptidice capabile să se auto-asambleze în nanofibrile stabile și care posedă o activitate antimicrobiană pronunțată.

Peptidele au fost concepute cu atenție, având un echilibru specific între reziduuri de aminoacizi hidrofobi și hidrofili. Acest design le permite să formeze spontan structuri fibroase numite nanofibrile. Aceste structuri sunt stabile în medii biologice și rezistente la degradarea enzimatică, ceea ce le crește semnificativ potențialul terapeutic.

Mecanismul de acțiune al nanofibrilelor

Cercetătorii au demonstrat că nanofibrilele auto-asamblate:

1. Acestea penetrează eficient celulele infectate, ocolind barierele celulare, datorită unei combinații optimizate de aminoacizi încărcați și hidrofobi.
2. Acestea ajung în spațiul intracelular unde se află agenții patogeni bacterieni, inclusiv tulpinile rezistente.
3. Acestea perturbă integritatea membranelor bacteriene, ducând la moartea lor rapidă.

O caracteristică importantă a noilor nanofibrile este că acestea au o activitate pronunțată în interiorul celulelor infectate, în timp ce antibioticele convenționale au dificultăți în a ajunge la astfel de bacterii și sunt mai puțin eficiente.

Detalii și rezultate ale cercetării

Experimentele au fost efectuate pe culturi celulare infectate cu agenți patogeni bacterieni intracelulari (de exemplu, Listeria monocytogenes). Testele au relevat:

• Eficacitate antimicrobiană ridicată a noilor peptide împotriva agenților patogeni intracelulari.
• Toxicitate minimă pentru celulele gazdă, demonstrând siguranța lor pentru o utilizare potențială.
• Rezistență la degradarea de către enzimele organismului, ceea ce permite utilizarea nanofibrilelor sub formă de medicamente terapeutice cu efect prelungit.

Studii ulterioare utilizând microscopia electronică au confirmat formarea nanofibrilelor, iar analizele biochimice au arătat că aceste structuri sunt stabile și au caracteristici fizico-chimice stabile.

Semnificația practică a descoperirii

Nanofibrilele dezvoltate reprezintă o alternativă promițătoare la antibioticele tradiționale, în special în lupta împotriva infecțiilor dificil de tratat. Acestea pot fi utilizate:

• Pentru tratamentul infecțiilor intracelulare, inclusiv al tulpinilor rezistente de bacterii împotriva cărora multe antibiotice sunt ineficiente.
• Ca bază pentru administrarea altor medicamente în celule, datorită capacității lor de a penetra membranele celulare.
• Ca parte a terapiei complexe pentru boli infecțioase severe, cum ar fi tuberculoza, bruceloza, salmoneloza și alte boli cauzate de agenți patogeni intracelulari.

Această abordare poate fi, de asemenea, adaptată pentru a crea noi materiale și acoperiri cu proprietăți antimicrobiene pentru prevenirea infecțiilor dobândite în spital.

Planuri și perspective de viitor

În viitor, cercetătorii intenționează să continue testele pe modele animale pentru a confirma eficacitatea și siguranța nanofibrilelor în organismele vii. În plus, se lucrează la optimizarea structurii peptidelor pentru o acțiune și mai eficientă împotriva diferitelor tulpini de bacterii intracelulare.

Astfel, crearea de nanofibrile peptidice auto-asamblate deschide o direcție complet nouă în dezvoltarea antibioticelor și a materialelor biomedicale. Abordarea bazată pe auto-asamblarea controlată a peptidelor demonstrează un potențial semnificativ pentru medicina viitorului, în special în lumina creșterii rezistenței la antibiotice și a noilor provocări ale bolilor infecțioase.