Αξιολόγηση δραστικότητας νανοσωματιδίων έναντι πολυανθεκτικών βακτηρίων

Η υψηλή συχνότητα λοιμώξεων από πολυανθεκτικά στελέχη διαφόρων παθογόνων μικρο-οργανισμών, κυρίως σε νοσοκομειακούς ασθενείς, έχει διεθνώς αναγνωριστεί ως ένα από τα σοβαρότερα προβλήματα δημόσιας υγείας. Οι κύριες κατευθύνσεις για την αντιμετώπιση του προβλήματος είναι α) ο πολυεπίπεδος περιορισμός της διασποράς των ανθεκτικών στελεχών και β) η ανάπτυξη νέων θεραπευτικών προσεγγίσεων. Μεταξύ των τελευταίων έχει προταθεί και η χρήση νανοφορέων βασισμένων σε κυκλοδεξτρίνες για τη στοχευμένη μεταφορά των αντιβιοτικών στις εστίες λοίμωξης (βελτίωση φαρμακοκινητικών ιδιοτήτων) καθώς και την προστασία τους από τους μηχανισμούς αντοχής. Επιπλέον, ειδικά διαμορφωμένα και ελεύθερα αντιβιοτικών νανοσωματίδια θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν είτε ως άμεσοι αντιμικροβιακοί παράγοντες είτε έμμεσα ως καταστολείς σημαντικών μηχανισμών αντοχής. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκαν φυσικά και τεχνητά νανοσωματιδία και κυκλοδεξτρίνες είτε ως φορείς των κλινικά διαθέσιμων αντιμικροβιακών ουσιών είτε ως άμεσοι αντιμικροβιακοί παράγοντες, είτε ως έμμεσοι καταστέλλοντας σημαντικούς και κύριους μηχανισμούς αντοχής. Η θετικά φορτισμένη οκτάκις (6-(2-αμινομθυλίο)-6-δεόξυ)-γ-κυκλοδεξτρίνη (γ-Cys), παραγωγής του Ε.Κ.Ε.Φ.Ε. Δημόκριτος (Ελλάδα), εμφανίστηκε να σχηματίζει ισχυρά σύμπλοκα με την πενικιλλίνη οξακιλλίνη, προστατεύοντας την μερικώς από την από την καρβαπενεμάση Οxa-1, μειώνοντας την ταχύτητα υδρόλυσής της σε πειράματα φωτομετρίας. Ιn-vitro, εμφάνισε ένα επιθυμητό τοξικολογικό προφίλ, καθώς δεν παρουσιάστηκαν σημάδια κυτταροτοξικότητας ακόμα και σε υψηλές συγκεντρώσεις. Τέλος, εξακριβώθηκε η ιδιότητά της να εισέρχεται σε μακροφάγα κύτταρα, μεταφέροντας και αυξάνοντας την ενδοκυττάρια συγκέντρωση του αντιβιοτικού της φορτίου, λειτουργώντας ως νανομεταφορέας του αντιβιοτικού. Eξετάστηκαν επίσης τεχνητές κυκλοδεξτρίνες για την δράση τους ως μόρια αναστολείς κατά διαδεδομένων μηχανισμών αντιμικροβιακής αντοχής όπως οι αντλίες εκροής και οι ΜΒΛ. Οι κυκλοδεξτρίνες AMBnTßCD, παραγωγής της Ιnnovative Biologics (Η.Π.Α.), που περιέχουν 7 θετικά φορτισμένες ομάδες (7+ßCD) μελετήθηκαν ως ανασταλτικοί παράγοντες συστημάτων αντλιών εκροής RND επταπλής συμμετρίας, κλινικών στελεχών Α. baumannii. Σε νανομοριακές συγκεντρώσεις, επανευαισθητοποίησαν, in-vitro, κλινικά στελέχη που εκφράζουν αντλίες RND στην τετρακυκλίνη και σιπροφλοξακίνη. Η δραστικότητα τους αποδείχθηκε τόσο σε πειράματα προσδιορισμού ΜΙC όσο και σε πειράματα προσδιορισμού καμπυλών θανάτωσης όπου το βακτηριακό φορτίο παρουσία της AMBnTßCD μειώθηκε τουλάχιστον 1,5 log10 σε σύγκριση με εκείνο του ελεύθερου αντιβιοτικού μετά από 24 ώρες επώαση. Άλλες κυκλοδεξτρίνες με ποικιλία υποκαταστατών, παραγωγής του Ε.Κ.Ε.Φ.Ε. Δημόκριτος (Ελλάδα), έδειξαν συνεργική δράση με νεώτερα β-λακταμικά αντιβιοτικά σε πειράματα in-vitro, ex-vivo και in-vivo, κατά πολυανθεκτικών Gram-αρνητικών κλινικών στελεχών.