光敏噬菌体-尼罗蓝 | 用于耐多药鲍曼不动杆菌治疗和生物膜消融

有机技术 荧光染料技术
尹教授    2021-01-06    351

研究进展:抗生素滥用导致细菌耐药性的出现。耐多药鲍曼不动杆菌(MRAB)是一种革兰氏阴性菌,MRAB附着于生物膜时抵抗抗生素的能力将增强1000倍。因此, 目前迫切需要探索新的抗菌策略来治疗MRAB感染和生物膜消融。光动力抗菌化疗(PACT)在解决细菌的耐药性方面具有很好的应用潜力,但常用的无机和金属纳米复合材料很难在体内降解限制了其应用。有机小分子具有很高的生物相容性容易在体内代谢。然而,PACT中使用的许多小分子光敏剂(PSs)由于ROS生成效率低和选择性及灵敏度差从而缺乏细菌靶向能力。尼罗蓝染料(NB)作为一种优异的阳离子光敏剂,其优异的光动力作用已得到验证;而噬菌体疗法是一种常见的抗菌策略,因此利用以上策略协同开发一种具有高选择性的新型PACT剂对MRAB及其生物膜的光敏感度和敏感性光动力抗菌化疗在解决严重的细菌耐药性方面有很大潜力。

解决方案:作者构建了基于ABP噬菌体和尼罗蓝阳离子光敏剂(NB)的多功能抗菌系统APNB,用于治疗多重耐药的鲍曼不动杆菌,并且该噬菌体和光敏剂的组合策略是也首次用于生物膜消融,并用“硫原子”NB光敏剂进行结构修饰可有效提高三重态收率,从而提高PACT的敏感性,使其具有优良的活性氧生成能力(图1。此外,噬菌体的选择性结合能力使得APNB可与致病微生物发生特异性结合。研究表明,APNB具有多种功能,包括细菌靶向、近红外荧光成像和联合治疗(PACT和噬菌体治疗)等。

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1. 基于ABP噬菌体和尼罗蓝光敏剂(NB)的多药耐药鲍曼不动杆菌及其生物膜的多功能抗菌体系(APNB)示意图

接下来,作者探索APNB的体内抗菌作用。将感染的小鼠随机分为四组进行0.9% NaCl、氨苄青霉素、多粘菌素BAPNB的治疗(图2)。结果表明在光照条件下,APNB组鲍曼菌可被有效杀死,治疗后鲍曼菌的数量可忽略不计,而阳性对照组(氨苄西林和多菌素B)和阴性对照组(0.9% NaCl)仍可被鲍曼菌感染(图3)。结果表明,APNB能有效杀灭鲍曼原虫,是治疗体内鲍曼原虫感染的有效抑菌剂。

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3.鲍曼菌注射后第3天感染伤口的细菌菌落形成单位数

结论:作者首次采用将噬菌体与光敏剂相结合的策略以杀灭细菌生物膜。鉴于其良好的生物膜消融效果,因此这一研究表明APNB在对抗耐多药细菌和实现生物膜消融方面具有巨大的应用潜力。

参考文献:Xiaojun Peng, et al. A photo-sensitizable phage for multidrug-resistant Acinetobacter baumannii therapy and biofilm ablation. Chem. Sci2020. DOI: 10.1039/d0sc04889e.


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