Sci. Adv. | 超声响应催化微泡用于铜绿假单胞菌慢性肺炎感染的治疗

以下文章来源于纳米酶 Nanozymes ，作者Nanozymes

近日，南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院、有机电子与信息显示国家重点实验室汪联辉教授、宇文力辉副教授和高宇副教授团队发展了一种由四氧化三铁纳米酶和抗生素组装的超声响应催化微泡用于铜绿假单胞菌慢性肺炎的治疗。相关成果近期以Ultrasound-responsive catalytic microbubbles enhance biofilm elimination and immune activation to treat chronic lung infections为题发表于Science Advances。

铜绿假单胞菌（P. aeruginosa）生物膜导致的慢性肺炎难以通过传统抗生素清除，严重危害患者的生命健康。在形成生物膜过程中，铜绿假单胞菌产生多种胞外聚合物基质并将自身包裹成三维聚集体，阻碍药物渗透和免疫细胞吞噬，并分泌毒力因子抑制宿主的免疫响应，导致抗生素耐受和免疫逃逸。

针对以上问题，该团队利用四氧化三铁纳米颗粒（Fe3O4 NPs）和抗生素哌拉西林（Pip）构建了超声响应催化微泡（MB-Pip）用于铜绿假单胞菌生物膜的清除。在超声作用下，MB-Pip发生惯性空化，通过机械效应扰乱生物膜结构；同时，释放的Fe3O4 NPs具有类过氧化物酶活性，催化微环境中的H2O2产生羟基自由基（·OH）并降解胞外聚合物基质，实现物理/化学双模式的生物膜破坏，增强药物的渗透和抗菌性能。此外，Fe3O4 NPs可激活感染组织的巨噬细胞，促使其向M1表型极化，增强巨噬细胞的杀菌能力。MB-Pip在小鼠铜绿假单胞菌慢性肺炎模型中可以有效清除感染组织的细菌生物膜。以上工作通过将纳米酶催化效应与超声物理效应相结合，同时实现生物膜结构破坏、药物增强渗透和免疫激活，为高效抗生物膜试剂的设计提供了新的思路。

本工作得到了国家基础科学中心项目、江苏省前沿引领技术基础研究专项、江苏省自然科学基金等项目的支持。南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院宇文力辉副教授、高宇副教授、汪联辉教授为共同通讯作者，博士研究生修尉峻为论文第一作者。

转自：“NANO学术”微信公众号

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