聚合物变压器：抗药性感染的纳米虫病

欧文大学年轻济克夸龙教授的翻译研究旨在填补缺乏可用有效抗生素的强大空隙。与常规抗生素的自然发生的抗微生物物质结合，夸龙教授是一种新的一种新型的化合物，分子化工，以安全有效地靶向耐药细菌。他目前的一个项目旨在解决特别持久的假单胞菌铜绿假单胞菌囊性纤维化患者感染。他还探讨了刺激转化聚合物的治疗递送，直接向细菌感染部位。

预计对抗生素具有抗性的细菌感染是2050年的主要死亡原因。目前，传染病在全球含有约23,000人死亡的死亡，2014年美国耐药性传染病占耐药性疾病。

虽然制药公司努力发展新型抗生素，但自1962年以来只发现了两类新的药物，突出了绝望的替代方法来解决耐药性感染。目前的治疗包括使用高剂量的广谱抗生素，靶向大类细菌的药物，而不是关注对感染的特定菌株（当它可以识别时）。This approach often results in significant side-effects, most of which affect the digestive system and may be the result of antibiotics disrupting the resident, ‘good’ bacterial community in the gut, and in fact, drives antibiotic resistance further as the bacteria continually evolve to avoid them and transfer resistance mechanisms to one another if faced with environmental pressure. Furthermore, even if new antimicrobials are effective, it is likely to only be a short-term fix, taking anywhere from a few months to around ten years for a resistant gene to develop.

自1962年以来只发现了两类新的药物，突出了绝望的替代方法来解决耐药性感染。

需要创新的治疗方法
加州大学欧文分校(University of California, Irvine)的杨继权(Young Jik Kwon)教授领导了一个转化研究项目，旨在改变这种情况。他研究用于新兴疗法的新型药物材料，目前参与纳米抗生素的开发。纳米抗生素是一种纳米材料，或100纳米(纳米)或更小的颗粒(一张纸大约10万纳米厚)，它们有自己的抗菌活性，或能够提高使用现有抗生素的有效性和安全性。它们包括一种高效的运载工具，将货物运送到细菌中，货物是RNA，可以引起基因编辑(CRISPR-Cas9引导RNA)或基因沉默(siRNA)，这可以专门针对耐药细菌。这种载体是以壳聚糖为基础的，壳聚糖是一种通常存在于贝类坚硬外壳中的糖，它已经提供了广泛的抗菌机制。使用基因编辑和RNA干扰(RNAi)可以使细菌对抗菌素敏感，通过沉默它们包含的抗性基因。权教授的新方法将基因编辑或RNAi与纳米抗生素结合起来。利用这种协同策略，他可以对抗多药耐药细菌。在进化过程中，细菌利用这一过程来发展耐药性，但这一过程可以回到细菌身上，编辑或沉默它们的耐药性机制。

抗微生物纳米粒子对常规抗生素的优点包括生产，储存，耐久性和多功能性。例如，因为它们通常由现有的抗菌材料，金属或碳基纳米材料组成，所以制备成本明显较低，该方法更快，所得纳米虫病具有更长的保质期。Kwon教授设计的治疗方法还提供了对身体内部的药物管理的更大控制，因为它们可以被设计成具有特异性特异性持续释放，这可以以单剂量给出。大多数常规抗生素需要多剂量以实现这一目标。纳米纤维的作用机制也可以比其常规相对，利用途径更复杂，例如通过反应性氧物质，中断能量途径和抑制酶活性和DNA合成的细菌组分过早老化。

针对合适的环境
研究证据表明，微生物的环境可能与其毒力相关联，这意味着药物的特异性活化是高度有益的。因此，夸龙教授将独特的特点纳入其产品;利用刺激响应组分将纳米纤维病到某些感染或部位的能力基于温度，pH，氧气和二氧化碳水平和铁水平。这意味着，与细菌可以根据身体的下落，细菌可以定制他们的攻击，现在毒品也可以。从此引进，多刺激反应也是一种可能性，例如通过包括响应温度和pH的组分，以产生聚合物抗生素。

纳米菌的挑战之一是纳米材料的潜在毒性。然而，在这些刺激性聚合物上掺入天然存在的材料，例如壳聚糖，例如壳聚糖，赋予高水平的生物相容性，这意味着它们与活组织相容，不会引起不良反应，并且能够在转化之前积聚在感染部位活性抗菌状态。

这种新技术的可能性是无穷无尽的，包括常规抗生素旁边的纳米纤维治疗组合。

纳米抗生素的未来
这种新技术的可能性是无穷无尽的，包括常规抗生素旁边的纳米纤维治疗组合。然而，夸龙教授和他的团队专注于囊性纤维化（CF），导致遗传症，导致异常厚的粘性粘液，积累在身体的几个部位，包括肺部和消化道。大约80％的患有CF的成年人患有慢性的假单胞菌铜绿假单胞菌感染肺部，与发病率和死亡率增加相关。它们通常是长期的抗生素，增加细菌的风险，并最终对这些药物产生抗性。因此，加利福尼亚大学的团队旨在为CF相关的CF开发安全，有效和多功能的治疗P.铜绿假单胞菌在气溶胶或可吸入形式中使用纳米纤维技术的感染，因为这不会导致与静脉内抗生素相同的不利影响，并且当遇到静脉时可能提供替代方案。他们可以实现这一目标的一种方式是将壳聚糖与现有的抗生素相结合，例如磺胺甲恶唑。

此外，有可能将其扩大到肺炎的治疗，肺炎是住院中风和癌症患者的常见死因，也是脆弱人群中社区获得性肺炎的重大威胁。Kwon教授还参与了一个使用类似技术的项目，该项目探索了使用载具将化疗药物递送到啮齿动物癌症模型的作用部位的可能性。他的工作还探索了癌症的基因疗法和治疗糖尿病的药物递送载体，表明这些纳米级生物材料将在未来成为多模式治疗策略的基础。随着人们对使用细菌病毒(噬菌体)治疗细菌感染越来越感兴趣，非噬菌体抗生素提供了一种更安全的选择，因为使用病毒的风险在于它有自我复制和进化的潜力。

最终，权教授和同事们的研究将通过使用新型分子工程材料来安全有效地对抗细菌感染，特别是耐药细菌，从而填补新抗生素发现的空白。这种多用途的递送载体可以针对多种情况进行个性化递送，它基于一种经过高度验证和良好耐受的递送系统，这将导致抗菌治疗领域出现一个新的范式。该项目的最终目标是开发纳米抗生素，作为抗药性感染的有效解决方案，并在全球范围内促进改善人类健康。

令人兴奋的是，通过国家科学基金会的I-Corps计划的支持，该团队正在以翻译方法向前发展。进一步采用其技术，敏感聚合物治疗型，INC专注于开发其开创性的智能抗生素，以解决美国和超越抗药性感染。