Syntetiske enzym tørker ut tøff bakteriell biofilm

0
19

Kilde: © 2019 Elsevier Ltd

Penentration av MOF nanozymes med gull (til venstre) og med gull og cerium (høyre) i biofilm i nærvær av hydrogen peroxide. Cerium-basert nanozyme er betydelig bedre ved å ødelegge biofilm

Metal–organic frameworks (MOFs) har blitt kombinert med en cerium stoff til å lage en nanozyme i stand til å utrydde bakteriell biofilm. Tilnærmingen var vellykket i in vivo-tester og vil kunne være et alternativ til antibiotika.

Biofilm består av høyt organiserte bakteriell samfunn, som er bundet sammen av en matrise av biologiske forbindelser. De bygger opp på overflater og encase bakteriell celler, beskytter dem. Som et resultat, biofilm gjøre bakterier betydelig mer vanskelig å drepe, og mer farlig for pasientene – lag 80% av menneskelige bakterielle infeksjoner innebære biofilm.

For å bekjempe biofilm, laget fra den Kinesiske Academy of Sciences oppsøkt forbindelser som kan bryte ned ekstracellulære DNA (eDNA), en viktig del av filmens matrise. Ett alternativ var den naturlige enzymet deoxyribonuclease (DNase), som kan hydrolyse av DNA. Men det er veldig dyrt og lider av stabilitet problemer utenfor sitt naturlige miljø. I stedet laget slått til en cerium komplekse som de mente ville bryte ned eDNA, som tidligere forskning har vist metall komplekser kan hydrolyse av DNA og RNA.

Laget var også i håp om å finne en måte å drepe bakterier i biofilm uten bruk av antibiotika. Forskerne viste til en MOF som viser peroksidase-lignende aktivitet i nærvær av hydrogen peroxide. Dette enzymatisk-etterligning konverterer H2O2 i ·OH-radikaler, som er sterkt bakteriedrepende.

Forskerne fant at MOF–cerium-basert nanozyme kunne utrydde biofilm på statisk overflater. De har også utført in vivo testing av nanozyme på underhudsfett abscesser i infiserte mus med Staphylococcus aureus og viste at det kunne utrydde alle koloniene.

Referanser

Z Liu et al, Biomaterials, 2019, DOI: 10.1016/j.biomaterials.2019.04.007