Infezioni di senso delle fasciature, colore del cambiamento, infezione dell'ossequio

In che cosa legge come la fantascienza, un nuovo studio pubblicato nelle relazioni scientifiche centrali del giornale ACS lo sviluppo delle fasciature che individuano la presenza di batteri in ferite e cambiano il colore, secondo se sono droga sensibili o resistenti alla droga. Ciò è un punto importante nell'aiuto dei pazienti recupera meglio.

Farmacoresistenza - il problema

La farmacoresistenza è fra le più grandi minacce contro salubrità mondiale. Se le infezioni batteriche potessero essere percepite abbastanza presto per trattarle prima che catturino una tenuta sul paziente, contribuirebbe ad evitare le infezioni serie. E se i batteri resistono all'antibiotico, potere individuare questo sarebbe cruciale in droghe di commutazione da arrestare l'infezione prima che si spargesse.

Attualmente, i metodi di rilevazione della resistenza a antibiotici sono costosi, richiedono la competenza professionale e richiedono troppo tempo. Inoltre, facendo uso degli antibiotici per le infezioni che sono resistenti a loro promuove ancor più farmacoresistenza.

Metodi colorimetrici al salvataggio

Il nuovo studio descrive un modo di fare appena questo, in base ad un materiale colore-cambiante. Descritto come “cerotto cartaceo portatile (PBA)„, è un modo colorimetrico di percezione e di trattamento delle infezioni batteriche sensibili mentre segnala la presenza di batteri resistenti alla droga pure.

Una fasciatura ha cambiato il colore da verde a giallo e da verde a rosso, in presenza delle concentrazioni aumentanti di E.coli droga sensibile e resistente alla droga, rispettivamente. Credito di immagine: Adattato da scienza centrale 2020 di ACS, DOI: 10.1021/acscentsci.9b01104
Un colore variabile fasciatura da verde a giallo e da verde a rosso, in presenza delle concentrazioni aumentanti di E.coli (DS) droga sensibile e (DR) resistente alla droga, rispettivamente. Credito di immagine: Adattato da scienza centrale 2020 di ACS, DOI: 10.1021/acscentsci.9b01104

L'individuazione tempestiva dell'infezione in questo studio sfrutta il microenvironment della crescita batterica, che include un pH acido, le varie tossine e gli enzimi. L'acidità è un modo semplice di tenere la carreggiata la presenza di batteri patogeni perché è dovuto la loro ripartizione di glucosio. La farmacoresistenza, d'altra parte, dipende dalla presenza di beta-lactamase e simili enzimi. La presenza di beta-lactamase è un indicatore ampiamente usato di resistenza a antibiotici batterica perché denota la resistenza agli antibiotici estremamente comuni del beta-lattame.

Una volta che la farmacoresistenza è stata identificata, la terapia fotodinamica ed altri simili trattamenti sono stati adottati per aumentare il livello di specie reattive dell'ossigeno (ROS). Queste molecole agiscono sugli obiettivi multipli delle cellule connessi con farmacoresistenza, compreso la parete cellulare batterica, gli acidi nucleici e le proteine. Un uso attento di questa strategia è necessario poiché celle e batteri sani di attacco di ROS indiscriminante.

L'innovazione

La necessità dell'ora è un portatile, a buon mercato ed unità accurata di individuare e sormontare la resistenza a antibiotici. Le piattaforme cartacee, compreso i biosensori ed il documento di sterilizzazione, hanno rubato la ribalta in questo senso a causa dei vantaggi multipli: basso costo, sostentamento economico, sicurezza e facilità di adeguamento. I fuochi correnti di studio su un'unità cartacea della fasciatura per individuare selettivamente e trattare infezione dopo la percezione della resistenza a antibiotici.

La base della fasciatura è colorimetria. Contiene il bromyothymol B che è verde inizialmente ma diventa gialla sull'incontro degli acidi che sono trovati nel microenvironment di un'infezione batterica. In questa situazione, il materiale rilascia un antibiotico, ampicillina, caricata sulle nanoparticelle e ricoperta di chitosan dello zucchero che attira i batteri dovuto la loro carica negativa. Quando le nanoparticelle entrate in contattano con l'ambiente acido, rilasciano la droga. Se i batteri sono sensibili a questa droga, saranno uccisi. Se altrimenti, secernono beta-lactamase per inattivare la droga. Questo enzima agisce sul nitrocefin giallo della molecola per girarlo rosso.

Se la fasciatura diventa rossa, i ricercatori passeranno l'indicatore luminoso tramite la fasciatura, che stimola la produzione delle specie reattive dell'ossigeno da un composto metallo-organico chiamato PCN-224, sviluppata su una base della porfirina e che ha alti beni fotodinamici, rilasciante una pletora di ROS in risposta all'indicatore luminoso. Questi inibiscono o indeboliscono i batteri, aumentanti la loro predisposizione alla droga. Quindi, la fasciatura si è rivelata accelerare la ferita che guarisce in mouse dopo la presentazione sia dei batteri droga sensibili che resistenti alla droga nelle ferite.

L'esperimento

I ricercatori hanno compreso tutti questi elementi in una lamiera sottile della cellulosa da cui hanno prodotto il PBA. Poi hanno effettuato un esperimento del proof of concept per provare se il PBA potrebbe percepire Escherichia coli droga sensibile e resistente alla droga (Escherichia coli) nella ferita e trattarlo. I mouse con le ferite sulla loro parte posteriore sono stati utilizzati. Le ferite sono state infettate con droga sensibile ed Escherichia coli resistente alla droga, rispettivamente e il PBA sono stati usati per trattare la ferita per 4 ore.

I batteri di Escherichia coli si chiudono su. Credito di immagine: Dreamerb/Shutterstock
I batteri di Escherichia coli si chiudono su. Credito di immagine: Dreamerb/Shutterstock

I risultati

Gli esperimenti hanno indicato che il PBA sopra la ferita infettata con ad Escherichia coli droga sensibile ingiallito, provando che questo percepisce molto bene l'infezione. La sopravvivenza di questi microbi è stata diminuita contrassegnato nella ferita trattata con PBA. La ferita quasi completamente è stata guarita il giorno 3, indicante che l'ampicillina era abbastanza per guarire questa ferita infettata. Le ferite irradiate in questa categoria, tuttavia, sono state gonfiate, indicanti che il ROS potrebbe causare il danno ausiliario.

Nell'altro gruppo, il PBA ha girato il rosso, indicante che la farmacoresistenza è stata percepita bene. Inoltre, una combinazione adi PDT e adi PBA basati a ROS ha prodotto meglio la guarigione in queste ferite. La prova in tempo reale sui pomodori infettati ha mostrato l'utilizzabilità di PBA nel prendere la farmacoresistenza e la necessità usare PDT quando la farmacoresistenza è stata percepita.

Conclusione

Questo sistema tutto compreso altamente innovatore fornisce i mezzi di prevedere l'infezione, di percezione della farmacoresistenza e selettivamente di applicazione delle terapie antimicrobiche basate sul tipo di organismo (droga sensibile o resistente alla droga). Ciò permette il video in tempo reale della farmacoresistenza, effetti secondari dell'fuori obiettivo minimo, evita l'esigenza di microscopia e salva il tempo prezioso. Il momento speso per questo che percepisce era di soltanto 2-4 ore e potrebbe prendere 104 CFU/ml, nel caso di Escherichia coli resistente alla droga - un limite altamente accettabile per uso clinico. Il rendimento elevato, il basso costo e la facilità d'uso gli fanno una domanda molto supplichevole per il trattamento di punto-de-cura.

Journal reference:

Yuhuan Sun, Chuanqi Zhao, Jingsheng Niu, Jinsong Ren, and Xiaogang Qu. Colorimetric band-aids for point-of-care sensing and treating bacterial infection. ACS Central Science. https://dx.doi.org/10.1021/acscentsci.9b01104.

Dr. Liji Thomas

Written by

Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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