Teranostic approaches for the treatment of bacterial infections in the coincidence of cancer

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F62156489%3A43510%2F19%3A43915721" target="_blank" >RIV/62156489:43510/19:43915721 - isvavai.cz</a>

Result on the web

<a href="https://www.linkos.cz/files/klinicka-onkologie/451.pdf" target="_blank" >https://www.linkos.cz/files/klinicka-onkologie/451.pdf</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Teranostické přístupy pro léčbu bakteriálních infekcí při koincidenci nádorových onemocnění

Original language description

Východiska: Koincidence nádorového onemocnění a bakteriální infekce jsou pro pacienta často fatální. Cílem projektu je navrhnout a ověřit efektivní teranostický nástroj pro zacílení na patogenní bakteriální buňku. Konstrukt byl tvořen: A) stříbrnými nanočásticemi (AgNPsGS) získanými z rostlinných extraktů zelenou syntézou; B) apoferitinem (APO) s enkapsulovaným antibiotikem (ATB); C) modifikovanými magnetickými zlatými nanočásticemi (SPION/Au/NPs). Metody: Část A) byla připravena metodou zelené syntézy s následnou purifikací. K přípravě části B) byl použit roztok apoferitinu. Enkapsulace vhodného ATB byla provedena změnou pH (4-8). SPION/Au/NPs (20 mg/ml, magnetické zlaté nanočástice) byly modifikovány protilátkou (1 mg/ml IgY) a oxidovanými grafenovými listy (1 mg/ml). Modifikace byla provedena standardizovanou metodou navazování za pomoci polymeru EDC/NHS (2,2 mM EDC, 4 mM NHS, 3 hod, 37 oC). Stejný přístup byl použit při navazování jednotlivých segmentů nanokonstruktu (A + B + C). Po jednotlivých provedených krocích vznikne kompletní teranostický nanokonstrukt SPION/Au/AgNPsGS/APO/ATB. Hodnocení antibakteriálních účinků bylo provedeno dvěma metodami - diskovou difuzní metodou (DDM) a spektrofotometrickým testováním. Z experimentálních dat byly určeny minimální inhibiční koncentrace (MIC). Výsledky: Bylo připraveno 20 druhů AgNPsGS (velikost 20-40 nm). Nejlepší antibakteriální efekt (85% inhibice růstu bakterie S. aureus) vyjádřený hodnotou MIC50 0,4 μg/ml byl pozorován u AgNPsGS4 (nať Thymus serpyllum L.). Struktura nanokonstruktu byla vytvořena sítí polymeru EDC/NHS. Na SPION/Au/NPs byl napojen apoferitin (SPION/Au/APO). Do dutiny SPION/Au/APO (12 nm) bylo modelově uzavřeno antibiotikum doxorubicin (2 μM DOX). Vznikl tak modelový konstrukt SPION/Au/AgNPsGS4/APO/DOX. Efektivita enkapsulace DOX dovnitř nanometrické struktury apoferitinu byla kolem 13 % aplikované koncentrace. Bylo zjištěno, že modelový nanokonstrukt (SPION/Au/AgNPsGS4/APO/DOX) je schopen udržet dané uspořádání v průběhu celého procesu přípravy i aplikace na bakteriální kulturu. Vytvořený konstrukt SPION/Au/AgNPsGS4/APO/DOX byl aplikován na modelovou kulturu S. aureus. Závěr: V přítomnosti 70 μg/ml SPION/Au/AgNPsGS4/APO/DOX byla zaznamenána dramatická inhibice S. aureus (téměř 100 % u růstových křivek). Jednoduchou záměnou enkapsulovaného antibiotika a vázané protilátky se stává teranostický nanokonstrukt univerzálním a inovativním přístupem v cíleném boji proti různým bakteriálním infekcím.

Czech name

Teranostické přístupy pro léčbu bakteriálních infekcí při koincidenci nádorových onemocnění

Czech description

Východiska: Koincidence nádorového onemocnění a bakteriální infekce jsou pro pacienta často fatální. Cílem projektu je navrhnout a ověřit efektivní teranostický nástroj pro zacílení na patogenní bakteriální buňku. Konstrukt byl tvořen: A) stříbrnými nanočásticemi (AgNPsGS) získanými z rostlinných extraktů zelenou syntézou; B) apoferitinem (APO) s enkapsulovaným antibiotikem (ATB); C) modifikovanými magnetickými zlatými nanočásticemi (SPION/Au/NPs). Metody: Část A) byla připravena metodou zelené syntézy s následnou purifikací. K přípravě části B) byl použit roztok apoferitinu. Enkapsulace vhodného ATB byla provedena změnou pH (4-8). SPION/Au/NPs (20 mg/ml, magnetické zlaté nanočástice) byly modifikovány protilátkou (1 mg/ml IgY) a oxidovanými grafenovými listy (1 mg/ml). Modifikace byla provedena standardizovanou metodou navazování za pomoci polymeru EDC/NHS (2,2 mM EDC, 4 mM NHS, 3 hod, 37 oC). Stejný přístup byl použit při navazování jednotlivých segmentů nanokonstruktu (A + B + C). Po jednotlivých provedených krocích vznikne kompletní teranostický nanokonstrukt SPION/Au/AgNPsGS/APO/ATB. Hodnocení antibakteriálních účinků bylo provedeno dvěma metodami - diskovou difuzní metodou (DDM) a spektrofotometrickým testováním. Z experimentálních dat byly určeny minimální inhibiční koncentrace (MIC). Výsledky: Bylo připraveno 20 druhů AgNPsGS (velikost 20-40 nm). Nejlepší antibakteriální efekt (85% inhibice růstu bakterie S. aureus) vyjádřený hodnotou MIC50 0,4 μg/ml byl pozorován u AgNPsGS4 (nať Thymus serpyllum L.). Struktura nanokonstruktu byla vytvořena sítí polymeru EDC/NHS. Na SPION/Au/NPs byl napojen apoferitin (SPION/Au/APO). Do dutiny SPION/Au/APO (12 nm) bylo modelově uzavřeno antibiotikum doxorubicin (2 μM DOX). Vznikl tak modelový konstrukt SPION/Au/AgNPsGS4/APO/DOX. Efektivita enkapsulace DOX dovnitř nanometrické struktury apoferitinu byla kolem 13 % aplikované koncentrace. Bylo zjištěno, že modelový nanokonstrukt (SPION/Au/AgNPsGS4/APO/DOX) je schopen udržet dané uspořádání v průběhu celého procesu přípravy i aplikace na bakteriální kulturu. Vytvořený konstrukt SPION/Au/AgNPsGS4/APO/DOX byl aplikován na modelovou kulturu S. aureus. Závěr: V přítomnosti 70 μg/ml SPION/Au/AgNPsGS4/APO/DOX byla zaznamenána dramatická inhibice S. aureus (téměř 100 % u růstových křivek). Jednoduchou záměnou enkapsulovaného antibiotika a vázané protilátky se stává teranostický nanokonstrukt univerzálním a inovativním přístupem v cíleném boji proti různým bakteriálním infekcím.

Type

O - Miscellaneous

CEP classification

—

OECD FORD branch

21001 - Nano-materials (production and properties)

Project

<a href="/en/project/LTC18002" target="_blank" >LTC18002: The development of new materials suitabled for 3D printing with antimicrobial properties (3D ANTIMICROB)</a><br>

Continuities

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Publication year

2019

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů