Nanopartikel sebagai solusi melawan resistensi antibiotik?

(Jena, Jerman) Sekitar satu dari 3.300 anak di Jerman terlahir dengan Mucoviscidosis. Karakteristik penyakit ini adalah bahwa satu saluran albumen pada permukaan sel terganggu oleh mutasi. Dengan demikian, jumlah air sekresi yg berbeda pada bagian tubuh berkurang sehingga menciptakan lendir yang keras. Sebagai konsekuensinya, terjadi kerusakan organ dalam. Apalagi, lendir menghalangi saluran udara. Dengan demikian, fungsi kinerja paru terganggu, lendir terjangkit oleh bakteri dan  mengakibatkan infeksi kronis. Terjadi kerusakan paru-paru sehingga kebanyakan pasien meninggal atau menjalani transplantasi paru-paru. Harapan hidup rata-rata pasien saat ini sekitar 40 tahun. Hal ini disebabkan kemajuan medis. Pengobatan permanen dengan antibiotik inhalasi banyak berperan dalam hal ini. Pengobatannya tidak bisa menghentikan penyebaran oleh bakteri secara keseluruhan namun tetap bisa di periksa untuk jangka waktu yang lebih lama. Namun, bakteri mempertahankan diri dengan perkembangan resistensi dan dengan pertumbuhan yang disebut biofilm di bawah lapisan lendir, yang sebagian besar menghalangi bakteri di barisan bawah seperti perisai pelindung.

Cara yang rumit melawan patogen

Ilmuwan dari Kedokteran dan Farmasi Universitas Friedrich Schiller Jena

Ilmuwan Universitas Friedrich Schiller Jena, Jerman berhasil mengembangkan metode yang jauh lebih efisien untuk mengobati infeksi saluran napas yang sering mematikan. sangat nanopartikel yang mengangkut antibiotik lebih efisien ke tempat tujuannya. "Biasanya, obat-obatan tersebut diterapkan dengan menghirup tubuh, kemudian membuat jalan yang rumit melalui tubuh ke patogen dan banyak di antaranya tidak sampai ke tempat tujuan mereka," kata Prof. Dr. Dagmar Fischer dari kursi Pharmaceutical Teknologi di Universitas Jena, yang mengawasi proyek tersebut bersama rekannya Prof Dr Mathias Pletz, seorang dokter penyakit paru dan penyakit menular, dari Pusat Pengendalian Penyakit Infeksi dan Infeksi di Rumah Sakit Universitas Jena. Proyek ini didukung oleh Deutsche Forschungsgemeinschaft. Pertama-tama, partikel aktif perlu memiliki ukuran tertentu untuk bisa mencapai saluran udara yang lebih dalam dan tidak terpental di tempat lain sebelumnya. Pada akhirnya, mereka harus menembus lapisan tebal lendir pada saluran udara serta lapisan bawah bakteri biofilm.

Nanopartikel berjalan lebih efisien

Untuk mengatasi pertahanan yang kuat, para peneliti mengenkapsulasi zat aktif, seperti antibiotik Tobramycin, dalam poliester polimer. Dengan demikian, mereka menciptakan sebuah nanopartikel yang kemudian mereka uji di laboratorium di mana mereka sebelumnya telah mensimulasikan situasi paru-paru saat ini, dalam keadaan statis dan juga dalam keadaan dinamis, i. e. dengan gerakan aliran simulasi. Oleh karena itu, kelompok penelitian Pletz telah mengembangkan sistem pengujian baru, yang mampu meniru situasi CF-lung yang terinfeksi secara kronis. Para ilmuwan menemukan bahwa nanopartikel mereka bergerak lebih mudah melalui jaring spon seperti lapisan lendir dan akhirnya bisa membunuh patogen tanpa masalah. Selain itu, lapisan polyethylenglycol yang diaplikasikan secara luas membuatnya hampir tidak terlihat oleh sistem kekebalan tubuh. "Semua bahan dari nanocarrier biokompatibel, biodegradable, tidak beracun dan karena itu tidak berbahaya bagi manusia," periset menginformasikan.

Namun, para ilmuwan Jena belum tahu mengapa nanopartikel mereka melawan bakteri jauh lebih efisien. Tapi mereka ingin akhirnya mendapat klarifikasi di tahun depan. "Kami memiliki dua asumsi: Metode transportasi jauh lebih efisien memajukan sejumlah besar bahan aktif ke pusat infeksi secara signifikan, atau partikel nanopartikel mengelakkan mekanisme pertahanan, yang telah dikembangkan bakteri melawan antibiotik," jelas Fischer Jena. "Ini berarti, bahwa kita berhasil mengembalikan dampaknya pada antibiotik, yang telah kehilangannya melalui pengembangan resistensi bakteri."

"Lebih khusus lagi, kami berasumsi bahwa bakteri dari lapisan bawah biofilm berubah menjadi persisten yang tidak aktif dan hampir tidak menyerap zat apapun dari luar. Di stadion ini, mereka toleran terhadap kebanyakan antibiotik, yang hanya membunuh bakteri pembagi diri. antibiotik kurang lebih bertentangan dengan keinginan mereka ke bagian dalam sel, di mana mereka dapat membuka dampaknya," Mathias Pletz menambahkan.

Selain itu, tim peneliti Jena harus menyiapkan nanopartikel untuk menghirupnya.Karena pada 200 nanometer partikelnya terlalu kecil untuk masuk ke saluran udara yang lebih dalam. "Sistem pernapasan menyaring partikel yang terlalu besar dan terlalu kecil," jelas Dagmar Fischer. "Jadi, kita ditinggalkan dengan jendela pilihan antara satu dan lima mikrometer." Peneliti Jena juga memiliki gagasan yang menjanjikan untuk menyelesaikan masalah ini.

Lapisan Nanopartikel meningkatkan dampak Antibiotik terhadap Biofilm

Para ilmuwan dari Jena pada saat ini sudah yakin telah menemukan metode yang sangat menjanjikan untuk melawan infeksi pernapasan pada pasien dengan mucoviscidosis. Dengan demikian mereka mungkin dapat berkontribusi pada harapan hidup yang lebih tinggi dari mereka yang terkena dampak. "Kami dapat menunjukkan bahwa lapisan nanopartikel meningkatkan dampak antibiotik terhadap biofilm dengan faktor 1.000," dokter penyakit pulmonologis dan penyakit menular dengan senang hati mengatakannya.

###