Synthetische enzym doekjes uit zware bacteriële biofilms

0
18

Bron: © 2019 Elsevier Ltd

Penentration van MOF nanozymes met goud (links) en met goud en cerium (rechts) in biofilms in de aanwezigheid van waterstof peroxide. De cerium-gebaseerd nanozyme is aanzienlijk beter op het vernietigen van biofilms

Metal–organic frameworks (MOFs) werden gecombineerd met een cerium verbinding te maken met een nanozyme staat van de uitroeiing van bacteriële biofilms. De aanpak was succesvol in het in vivo testen en zou een alternatief kunnen zijn voor antibiotica.

Biofilms bestaan uit sterk georganiseerde bacteriële gemeenschappen, met elkaar verbonden door een matrix van biologische stoffen. Ze bouwen op de ondergrond en zet bacteriële cellen, om hen te beschermen. Als een resultaat, biofilms maken van bacteriën aanzienlijk moeilijker te doden en meer gevaarlijk zijn voor patiënten – ongeveer 80% van de bacteriële infecties te betrekken biofilms.

Ter bestrijding van biofilms, het team van de Chinese Academie van Wetenschappen zocht verbindingen die kunnen breken extracellulaire DNA (eDNA), een belangrijk onderdeel van de film de matrix. Een optie was het natuurlijke enzym deoxyribonuclease (DNase), die kan hydrolyseren DNA. Echter, het is erg duur en heeft last van problemen met de stabiliteit buiten zijn natuurlijke omgeving. In plaats daarvan, het team zich op een cerium complex dat ze geloofden, dat zou breken eDNA, omdat eerder onderzoek heeft aangetoond metaal complexen kunnen hydrolyseren DNA en RNA.

Het team was ook de hoop om een manier van het doden van de bacteriën in de biofilm zonder gebruik van antibiotica. De onderzoekers ingeschakeld om een MOF die laat zien peroxidase-achtige activiteit in de aanwezigheid van waterstof peroxide. Deze enzymatische-mimicry zet H2O2 in ·OH radicalen, die sterk antibacterieel.

De onderzoekers ontdekten dat de MOF–cerium-gebaseerd nanozyme kon uitroeien van biofilms op statische oppervlakken. Ze zijn ook uitgevoerd in vivo testen van de nanozyme op subcutane abcessen in muizen die besmet zijn met de bacterie Staphylococcus aureus en liet zien dat het kon uitroeien van alle kolonies.

Referenties

Z Liu et al, Biomaterialen, 2019, DOI: 10.1016/j.biomaterialen.2019.04.007