抗生素自交联纳米胶束用于改善药物毒性和治疗败血症
批准号:
32071384
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
张育淼
依托单位:
学科分类:
纳米生物学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
张育淼
中文摘要
新型抗菌生物材料能够解决日益增长的抗药性细菌感染问题。多粘菌素是具有强力杀菌能力的抗生素,是治疗细菌感染的最后“杀手锏”,但是它会引起极强的肾毒性和神经毒性。为了利用多粘菌素治疗抗药性细菌感染并且降低药物毒性,我们设计了一种用抗生素本身作交联剂并将其包裹在高分子聚合物普朗尼克胶束中的方法来制备ABC-胶束 (AntiBiotic-Crosslinked Micelles),该方法具有简单易行、在水相中快速进行等优点。深入研究小分子多粘菌素和其ABC-胶束的最大耐药剂量、肾毒性和神经毒性等生物学参数,利用小鼠动物模型探讨ABC-胶束治疗抗药性细菌感染引起的败血症的效果,阐明多粘菌素-ABC胶束的抗菌机制。本项目的成功实施将为治疗抗药性细菌感染的研究提供理论基础和实验依据,具有重要的科学意义和临床应用前景。
英文摘要
New antibacterial biomaterials and formulations of existing drugs hold potential to address the rising threat of antibiotic resistance. We designed antibiotic-crosslinked micelles (termed ABC-micelles) by crosslinking the Pluronic F127 block copolymers using the antibiotic itself, via a novel one-pot synthesis in aqueous solution. ABC micelles enhanced drug encapsulation and reduced systemic toxicity. Using colistin, a hydrophilic, potent “last-resort” antibiotic, ABC-micelle encapsulation yield will be significantly enhanced with good stability over time. Maximum tolerated dose, colistin-induced nephrotoxicity and neurotoxicity of free colistin and colistin ABC-micelles will be investigated and compared. The antibacterial efficacy of colistin ABC-micelles will be examined in a mouse model of sepsis. Collectively, drug crosslinked micelles show the potential of new biomaterials formed from existing antibiotics, and represent a simple and versatile approach for formulating amine-containing drugs.
细菌感染问题极大地威胁了人类健康。抗生素的使用能够成功治疗大部分细菌感染,但其滥用问题也导致了多种抗药性的超级细菌的产生。多粘菌素是一种具有极强杀菌能力的广谱抗生素,被称为治疗细菌感染的“最后一道防线”。但是多粘菌素的使用会引起极强的肾毒性和神经毒性,这严重制约着它在临床上的广泛应用。因此,设计与制备解决抗生素毒副作用的新型材料,对于治疗抗药性的细菌感染具有重要的临床应用价值,也是本项目研究的主要内容。..本项目中,我们设计了一种多粘菌素ABC-胶束,即利用抗生素自身作为交联剂并将其包裹在高分子聚合物普朗尼克胶束中。该方法简单易行,可以在水相中迅速实现;药物制剂组成简单,且由于普朗尼克的温度敏感性,可以通过低温洗脱除去大部分药物载体。研究表明,多粘菌素ABC-胶束具有更高的生物安全性,在小鼠中最大耐受剂量超过100 mg/kg,比游离多粘菌素至少提高了16倍。同时多粘菌素诱导的肾毒性和神经毒性在ABC-胶束中降低了10-50倍。尽管多粘菌素毒性降低,其杀菌活性得以保留。ABC-胶束与利福平具有协同抗菌效果,显著提高了小鼠多重耐药细菌败血症模型的生存率,减少了血液中的细菌负荷,同时避免了全身毒性。..另外,巨噬细胞是病原体治疗的主要靶点。为精确控制抗生素的释放并增强巨噬细胞的摄取能力,我们进一步开发了一种甘露糖配体修饰的SIR-micelles (+),作为新的载体靶向递送抗生素到巨噬细胞。细胞摄取后,在胞内还原性物质的作用下,二硫键断裂,粘菌素迅速释放。研究表明,粘菌素诱导的肾毒性和神经毒性在SIR-micelles (+)中降低了5-15倍。此外,SIR-micelles(+)显著降低了小鼠肺炎模型中肺组织中多重耐药的肺炎克雷伯氏菌的CFU,明显改善了细菌感染引起的炎症因子的表达水平,同时显著提高了感染胞内细菌的小鼠存活率,并大幅度减少了主要器官中的细菌负担。..总之,本项目成功开发了一类低毒、高效的新型抗菌材料,为治疗抗药性细菌感染的研究提供了坚实的理论基础和有力的实验依据,具有重要的科学意义和临床应用前景。
多功能纳米胶束用于招募体内金属离子和治疗恶性胸腔积液
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批准号:22375144
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项目类别:面上项目
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资助金额:50万元
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批准年份:2023
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负责人:张育淼
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依托单位:
国内基金
海外基金