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耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)耐药性强,现有抗生素治疗效果不佳。研究人员制备并研究了负载白藜芦醇的芳樟醇基脂质纳米胶囊(LIN-LNC-RES)对 MRSA 的作用。结果显示其抗菌、抗生物膜及抗毒力活性良好,为对抗 MRSA 感染提供了新策略。
在医疗卫生领域,耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)就像一个 “超级反派”,给现代抗菌治疗带来了巨大挑战。据统计,2019 年它导致了超过 10 万人死亡,死亡率高达 64% 。MRSA 可引发败血症、肺炎等多种严重感染,而且它的耐药范围极广,对四环素、氨基糖苷类等多种抗菌药物都有抗性,就连常用的抗生素如万古霉素,也逐渐对它失去了效果。不仅如此,MRSA 还会形成生物膜,这层 “保护膜” 让细菌能抵御抗菌药物,导致感染反复难愈。在这样严峻的形势下,寻找新的抗菌方法迫在眉睫。
来自埃及亚历山大大学等机构的研究人员挺身而出,开展了一项极具意义的研究。他们将目光聚焦在脂质纳米胶囊(LNCs)和天然生物活性化合物上,制备出了负载白藜芦醇(RES)的芳樟醇基脂质纳米胶囊(LIN-LNC-RES),并深入探究其对 MRSA 的抗菌及抗毒力活性,相关成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员在这项研究中,主要运用了以下几种关键技术方法:首先是相转变温度(PIT)法,用于制备脂质纳米胶囊;其次是动态光散射(DLS)技术,用来测量纳米胶囊的粒径、多分散指数(PDI)和 zeta 电位等胶体性质;还有透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)技术,分别用于观察纳米胶囊和细菌的形态结构;另外,通过定量实时聚合酶链反应(qRT-PCR)技术,分析相关基因的表达水平。
下面来看看具体的研究结果:
- 制备与表征:研究人员成功制备出 Blank LNC、LIN-LNC 和 LIN-LNC-RES。添加 LIN 和 RES 会降低 PIT,其中 LIN-LNC-RES(2mg/ml)展现出最理想的理化性质,粒径为 35.193±0.722nm,PDI 为 0.088±0.024,zeta 电位为 -2.53±0.065mV,RES 包封率达 98.09%。TEM 显示这些纳米胶囊呈球形且分布均匀。DSC 和 FT-IR 分析表明,RES 成功被封装进 LNCs,并且在 LNCs 中呈现出不同的热行为和分子间相互作用。体外释放研究发现,RES 从 LIN-LNC-RES 中的释放是缓慢且可控的,遵循 Krosmeyer-Peppas 动力学模型。同时,所有测试配方在 4°C 下储存 3 个月,稳定性良好。
- 微生物活性评估:通过测定最低抑菌浓度(MIC)和最低杀菌浓度(MBC),研究人员发现,与游离药物相比,LIN-LNC-RES 的 MIC 值显著降低,对不同菌株的抗菌活性增强。例如,对 ATCC-6538、MRSA 1 和 MRSA 3,MIC 值下降了 4 倍,对 MRSA 4 下降了 2 倍。时间杀伤试验表明,LIN-LNC-RES 在 24 小时内对 MRSA 3 有持续且强大的抗菌作用。生物膜相关试验显示,LIN-LNC-RES 在预防和清除生物膜方面表现出色,其IC50值显著低于游离 RES,能有效抑制和破坏 MRSA 的生物膜。
- 作用机制研究:SEM 图像直观地展示了 LIN-LNC-RES 对细菌细胞膜的破坏作用,使其完整性受损。qRT-PCR 分析发现,LIN-LNC-RES 能显著下调 RNAIII 基因以及 SaeRS 双组分系统的表达,这表明它可能通过影响群体感应和毒力因子的表达来发挥抗菌和抗毒力作用。
- 细胞毒性研究:MTT 试验表明,LNCs 作为递送系统具有一定的安全性和生物相容性。添加 LIN 能提高安全性,而加入具有细胞毒性的 RES 会使 LIN-LNC-RES 的细胞毒性有所增加。
综合上述研究结果,LIN-LNC-RES 展现出了良好的理化性质、强大的抗菌和抗生物膜活性,以及通过干扰关键基因表达发挥的抗毒力作用。这一研究成果为对抗 MRSA 感染提供了新的策略和有力武器,为解决 MRSA 耐药问题带来了新的希望。然而,研究也存在一些局限性,比如测试的临床分离株数量较少,纳米系统的可扩展性和在不同环境中的稳定性还需进一步研究,以及缺乏体内毒理学研究等。未来,研究人员需要针对这些问题开展更深入的研究,推动这一成果从实验室走向临床应用,为人类健康保驾护航。