江西师大谭宏亮教授团队《Nat. Commun.》: 具有ATP响应性的智能前药体系用于抗菌和创面细菌感染治疗

2022-08-14 来源：高分子科技

细菌感染的高发病率和死亡率严重威胁着人类公共健康。抗生素是治疗细菌感染的常规药物，但是抗生素的长期过度使用极易导致细菌的耐药性，结果降低治疗效果。近年来，前药治疗被认为是一种前景广阔的细菌感染治疗策略。其中，吲哚-3-乙酸（IAA）是一种被广泛证明的典型前药代表，它可以通过与辣根过氧化物酶（HRP）发生氧化反应释放活性氧自由基（ROS）来发挥治疗作用。然而，因为IAA和HRP的时空分布差异性以及IAA易被预活化等问题的存在，HRP/IAA前药体系的治疗效果还需极大地提高。

图1. HiZP的制备及抗菌原理。

近日，江西师范大学化学化工学院谭宏亮教授团队通过液滴微流控技术合成了一种具有ATP响应性的智能HRP/IAA前药体系（图1）。该前药体系（HiZP）利用ZIF-8纳米颗粒和pAAm水凝胶微球的协同作用，不仅实现了IAA和HRP在单个载体的同时空分布，而且还有效避免了IAA被HRP预活化，从而极大提高了ROS产率和抗菌性能。更重要的是，该研究结合细菌自然生长过程中分泌ATP的特点，还实现了HiZP的智能抗菌作用。研究发现，HiZP一旦被活细菌分泌的ATP激活，其产生的ROS会破坏细胞膜而导致细菌体内的ATP泄露，结果加速HiZP的激活而进一步提高抗菌性能。同时，ROS的强氧化性能不仅使得HiZP具备优异的广谱抗菌性能，而且对耐药性细菌也具有优异的杀菌效果。在体外感染模型中，HiZP表现出了良好的生物相容性和促进伤口愈合能力（图2）。

图2. 利用HiZP治疗创面细菌感染。

该工作以“Adenosine triphosphate-activated prodrug system for on-demand bacterial inactivation and wound disinfection”为题发表在《Nature Communications》上（Nat. Commun. 2022, 13, 4712）。江西师范大学化学化工学院硕士生翁宇豪为论文第一作者，谭宏亮教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和江西自然科学基金的支持。
该工作是该团队在仿生催化与谱学分析研究工作的最新进展之一。近年来，该团队结合酶和纳米酶的催化特点，利用水凝胶和金属有机框架为载体材料，在模拟细胞催化行为（Nat. Commun. 2017, 8, 663；Chem. Eng. J. 2021, 425, 131482）、细菌感染治疗（Chem. Eng. J. 2022, 442, 136153）、标志物检测（Chem. Eur. J. 2019, 25, 9629；ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 30882）等方面，开展了一系列创新性工作。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-32453-3

版权与免责声明：中国聚合物网原创文章。刊物或媒体如需转载，请联系邮箱：info@polymer.cn，并请注明出处。

（责任编辑：xu）

【大中小】【打印】【关闭】

诚邀关注高分子科技

更多>>最新资讯

更多>>科教新闻