【ACS Nano】用于多药耐药细菌感染检测和抑制的细菌响应仿生硒纳米系统
Bacteria-Responsive Biomimetic Selenium Nanosystem for Multidrug-Resistant Bacterial Infection Detection and Inhibition
用于多药耐药细菌感染检测和抑制的细菌响应仿生硒纳米系统
ACS Nano ( IF 15.881 )
Pub Date : 2019-11-22
DOI: 10.1021/acsnano.9b05766
耐多药(MDR)细菌感染因其高致死风险而对公众健康构成严重威胁。值得注意的是，抗生素的过早降解和未开发的成像能力仍然具有挑战性。在此，提出了一种响应细菌感染微环境的硒纳米系统作为抗生素替代品，以联合策略检测和抑制耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)。
使用天然红细胞膜 (RBCM)和细菌响应性明胶纳米粒子(GNP)，Ru-Se@GNP-RBCM构建纳米系统以有效递送Ru络合物修饰的硒纳米颗粒（Ru-Se NPs）。利用天然RBCM，免疫系统清除率降低，外毒素被有效中和。明胶酶可在病原感染区原位降解GNP ；
因此，Ru-Se NPs被释放以破坏细菌细胞。具有强荧光成像能力的Ru-Se NPs可以准确监测感染治疗过程。此外，两种MRSA感染的小鼠模型证实了出色的体内细菌消除和促进伤口愈合过程。总体而言，上述优势证明，制备的纳米系统是一种有前途的抗生素替代品，可以对抗不断威胁的耐多药细菌。
方案1。用于检测和根除耐多药细菌感染的Ru-Se@GNP-RBCM纳米系统示意图
(a) Ru-Se@GNP-RBCMs能逃脱静脉注射后免疫细胞的吞噬作用，有效积聚在细菌感染部位;(b)明胶酶降解明胶纳米载体，进而激活钌硒NPs的释放;(c)协同抗菌作用最终导致细菌死亡。
在此，Ru-配合物功能化的Se NPs被加载到明胶纳米粒子(GNPs)中，并用 RBC膜包覆以构建仿生多功能抗菌纳米系统 (Ru-Se@GNP-RBCM )。通过EPR效应在细菌感染区域积累后，细菌分泌的外毒素被吸收，然后纳米载体GNP被明胶酶特异性降解。
然后，响应释放Ru-Se NPs以实现协同抗菌和实时体内成像。体外实验证明了Ru-Se@GNP-RBCM纳米系统可以逃避巨噬细胞的吞噬作用，有效降低 MRSA 分泌的外毒素的溶血活性，并传递Ru-Se NPs破坏细菌细胞结构。体内MRSA感染小鼠模型也证明了监测感染治疗进展和有效促进细菌感染伤口愈合的能力。可以推断，Ru-Se@GNP-RBCM纳米系统在临床治疗 MDR 细菌感染方面非常有前景。
图 1. NPs 的表征。(A) 合成过程的方案。
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