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Nanoparticelle di sviluppo per individuare ed uccidere gli agenti patogeni multi-resistenti

gli agenti patogeni Multi-resistenti sono un problema serio ed aumentante nell'odierna medicina. Dove gli antibiotici sono inefficaci, questi batteri possono causare le infezioni pericolose. I ricercatori a Empa e a ETH Zurigo corrente stanno sviluppando le nanoparticelle che possono essere usate per individuare ed uccidere gli agenti patogeni multi-resistenti che si nascondono dentro i nostri somatociti. Il gruppo ha pubblicato lo studio nella questione attuale del giornale Nanoscale.

Nella corsa agli'armamenti “l'umanità contro i batteri„, i batteri sono corrente davanti noi. Le nostre precedenti armi di miracolo, antibiotici, stanno guastando sempre più frequentemente quando i germi usano le manovre complesse per proteggersi dagli effetti di queste droghe. Alcune specie anche si ritirano nell'interno delle cellule umane, in cui rimangono “invisibili„ al sistema immunitario. Questi agenti patogeni specialmente temuti includono gli stafilococchi multi-resistenti (MRSA), che possono causare le malattie pericolose quali sepsi o polmonite.

Per rintracciare i germi nei loro hidouts e per eliminarli, un gruppo dei ricercatori da Empa e ETH Zurigo ora sta sviluppando le nanoparticelle che usano un modo completamente differente di atto dagli antibiotici convenzionali: Mentre gli antibiotici incontrano difficoltà in cellule umane penetranti, questi nanoparticelle, dovuto il loro di piccola dimensione e struttura, può penetrare la membrana delle celle commoventi. Una volta che là, possono combattere i batteri.

Bioglass e metallo

Il gruppo di Inge Herrmann e della materia di Tino ha usato l'ossido del cerio, un materiale con i beni antibatterici ed antinfiammatori nel suo modulo di nanoparticella. I ricercatori hanno combinato le nanoparticelle con un materiale ceramico bioactive conosciuto come i bioglass. Bioglass è di interesse nel campo medico perché ha beni a ricupero versatili ed è usato, per esempio, per la ricostruzione delle ossa e dei tessuti molli.

Poi hanno sintetizzato gli ibridi fiamma-fatti di nanoparticella fatti dell'ossido e dei bioglass del cerio. Le particelle già sono state usate con successo come collanti della ferita (https://www.empa.ch/de/web/s604/empa-innovation-award-2020), con cui parecchi beni interessanti possono essere utilizzati simultaneamente: Grazie alle nanoparticelle, sanguinanti possono essere interrotti, l'infiammazione può essere inumidita e la ferita che guarisce può essere accelerata. Inoltre, le particelle novelle mostrano un'efficacia significativa contro i batteri, mentre il trattamento è tollerato bene dalle cellule umane.

Recentemente, la nuova tecnologia è stata brevettata con successo. Il gruppo ora ha pubblicato i sui risultati nel giornale scientifico Nanoscale “nella raccolta emergente 2021 del ricercatore„.

Distruzione dei germi

I ricercatori potevano mostrare le interazioni fra le nanoparticelle ibride, le cellule umane ed i germi facendo uso di microscopia elettronica, tra altri metodi. Se le celle infettate fossero curate con le nanoparticelle, i batteri dentro le celle hanno cominciato a dissolversi. Tuttavia, se i ricercatori specificamente bloccassero la comprensione delle particelle ibride, l'effetto antibatterico è stato andato.

Il modo esatto delle particelle di atto ancora completamente non è capito. È stato indicato che altri metalli egualmente hanno effetti antimicrobici. Tuttavia, il cerio è meno tossico alle cellule umane che, per esempio, argento. Gli scienziati corrente suppongono che le nanoparticelle pregiudicano la membrana cellulare dei batteri, creante le specie reattive dell'ossigeno che piombo alla distruzione dei germi. Poiché la membrana delle cellule umane è strutturalmente differente, le nostre celle non sono influenzate tramite questo trattamento.

I ricercatori ritengono che la resistenza sia meno probabile svilupparsi contro un meccanismo di questo genere.

Che cosa è più, le particelle del cerio rigenerano col passare del tempo, di modo che l'effetto ossidativo delle nano-particelle sui batteri può cominciare ancora una volta.„

Materia di Tino, ricercatore di Empa

In questo modo, le particelle del cerio hanno potuto avere un effetto duraturo.

Dopo, i ricercatori vogliono analizzare più dettagliatamente le interazioni delle particelle nel trattamento di infezione per più ulteriormente ottimizzare la struttura e la composizione delle nanoparticelle. Lo scopo è di sviluppare un agente antibatterico semplice e robusto che è celle infettate efficace interno.

Germi complessi

Fra i batteri, ci sono alcuni agenti patogeni particolarmente indiretti che penetrano nelle celle e sono così invisibili al sistema immunitario. Ciò è come sopravvivono ai periodi in cui la difesa dell'organismo è sull'avviso. Questo fenomeno egualmente è conosciuto per

stafilococchi. Possono ritirarsi nelle celle dell'interfaccia, del tessuto connettivo, delle ossa e perfino del sistema immunitario. Il meccanismo di questa persistenza ancora completamente non è capito.

Gli stafilococchi sono principalmente germi inoffensivi che possono essere trovati sull'interfaccia e sulle mucose. A certe condizioni, tuttavia, i batteri sommergono l'organismo e causano l'infiammazione severa, o persino piombo a scossa ed a sepsi tossiche. Ciò rende a stafilococchi la causa della morte principale dalle infezioni con soltanto un singolo tipo di agente patogeno.

Il numero aumentante delle infezioni stafilococciche che più non reagiscono al trattamento con gli antibiotici è particolarmente rischioso. MRSA, germi multi-resistenti, sono temuti specialmente in ospedali in cui, come agenti patogeni nosocomiali, causano male trattabile ferire le infezioni o colonizzare i cateteri e l'altra attrezzatura medica. Nel totale, intorno 75.000 infezioni dell'ospedale si presentano in Svizzera ogni anno, 12.000 di cui sono interni.

Cerio: Jack-de-tutto-commerci fra gli elementi chimici

Il cerio dell'elemento chimico ingiusto è stato nominato dopo che il pianeta nano Ceres; il metallo argenteo corrente sta facendo una grande spruzzata. Come ossido del cerio, è incorporato nelle marmitte catalitiche dell'automobile ed egualmente è utilizzato nella lavorazione di prodotti diversi quanto i forni, i tergicristalli ed i diodi a emissione luminosa autopulenti (LEDs). I sui beni antimicrobici ed antinfiammatori egualmente lo rendono interessante per le applicazioni mediche.

Source:
Journal reference:

Matter, M.T., et al. (2021) Inorganic nanohybrids combat antibiotic-resistant bacteria hiding within human macrophages. Nanoscale. doi.org/10.1039/D0NR08285F.