تحویل مستقیم آنتی‌بیوتیک‌‌ها به باکتریها با نانوذرات

قدم بعدی آنان تحریک این ذرات برای هدفگیری باکتری بود. پژوهشگران قبلاً
برای هدفگیری باکتری توسط ذرات با باردهی مثبت آنها، که باعث جذب آنها به
سمت دیواره منفی باکتری می‌شود، تلاش‌هایی انجام داده‌اند. با اینحال،
سیستم ایمنی اقدام به حذف نانوذرات مثبت از خون قبل از آنکه بتوانند با
باکتری مواجه شوند، می‌کند.

این پژوهشگران برای غلبه بر این مشکل نانوذرات حامل-آنتی‌بیوتیک طراحی
کردند که می‌توانند بار خود را بسته به محیط تغییر دهند. این ذرات هنگامی
که در داخل خون می‌چرخند، دارای اندکی بار منفی می‌باشند. ولی هنگامی که به
یک جایگاه عفونی برمی‌خورند، بار مثبت کسب کرده و به سختی به باکتری پیوند
می‌خورند و محموله دارویی خود را آزاد می‌کنند.

این تغییر بار توسط محیط اسیدی اطراف باکتری تحریک می‌شود. جایگاه‌های
عفونی قدری از بافت سالم اسیدی‌تر هستند، البته اگر سرعت تکثیر باکتری‌ها
زیاد باشد و اکسیژن تخلیه شود. کمبود اکسیژن باعث تغییر در متابولیسم
باکتری شده و آن را مجبور به تولید اسید آلی می‌کند. سلول‌های ایمنی بدن
نیز سهیم هستند: سلول هایی بنام نوتروفیل بهنگام مصرف باکتری‌ها تولید اسید
می‌کنند.

درست زیر لایه PEG، نانوذره دارای یک لایه حساس به pH است که از زنجیره‌های
بزرگی از هیستیدین اسید آمینه درست شده است. بمحض افت pH از ۷ به ۶ –
نشان‌دهنده افزایش اسیدی – مولکول پلی هیستیدین تمایل به دریافت پروتون
کرده و به مولکول بار مثبت می‌دهد.

همینکه نانوذره به باکتری پیوند می‌خورد شروع به آزادسازی محموله دارویی
می‌کند که در هسته‌اش قرار دارد. در این مطالعه، این پژوهشگران ذرات مذکور
را برای آزادسازی وانکومایسین، که برای درمان عفونت‌های مقاوم به دارو
استفاده می‌شود، طراحی کردند ولی این ذرات را می‌توان برای تحویل سایر
آنتی‌بیوتیک‌ها یا ترکیبات دارویی نیز اصلاح کرد.

این پژوهشگران جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی ACS Nano منتشر
کرده‌اند.