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Targeted Drug-Llevar bacteriófagos como antibacteriano Nanomedicinas Iftach Yacoby , Hagit Bar ,y Itai Benhar * Información Autor notas Artículo Derecho de Autor y la licencia para la información Este artículo ha sido citado por otros artículos en PMC. ABSTRACTO El creciente desarrollo de la resistencia bacteriana a los antibióticos tradicionales ha alcanzado niveles alarmantes (2 , 3 ), estimulando una fuerte necesidad de desarrollar nuevos agentes antimicrobianos. Los enfoques clásicos a corto plazo incluyen la modificación química de los agentes existentes para mejorar la potencia o espectro.Enfoques a largo plazo se basan en genómica bacteriana y de fagos para descubrir nuevos antibióticos que atacan a los nuevos objetivos de proteínas que son esenciales para la supervivencia bacteriana y por lo tanto sin resistencia conocida ( 1 , 8 ). En ambos antibióticos tradicionales y recién desarrolladas, la selectividad de destino se encuentra en el propio fármaco, en su capacidad de afectar a un mecanismo que es único para el microorganismo diana y ausente en su huésped. Como resultado de ello, un gran número de fármacos potentes han sido excluidos de su uso como agentes terapéuticos debido a la baja selectividad. Esto trae a la mente la escasa selectividad de medicamentos contra el cáncer y los recientes esfuerzos para superarla mediante el desarrollo de estrategias terapéuticas dirigidas. Enfoques administración dirigida de fármacos basados en anticuerpos se han desarrollado desde la aparición de los anticuerpos monoclonales ( 6 ). Desde entonces, se han utilizado anticuerpos monoclonales y anticuerpos de cadena sencilla derivados de entregar componentes citotóxicos potentes para las células cancerosas que, una vez unidas, internalizar y matar a la célula diana ( 7 , 12 ). A immunotargeting similar de bacterias no es factible debido a la falta de un proceso de internalización bacteriana, haciendo que el uso de un mecanismo de liberación extracelular necesaria para un

Bacteriofagos Nonomedicina

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Es para saber sobre la microbiologia aplicada, en este caso lo de bacteriogafos como actuan en la nonomedicina

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Targeted Drug-Llevar bacteriófagos como antibacteriano Nanomedicinas ▿

Iftach Yacoby , Hagit Bar , y Itai Benhar *

Información Autor   ►  notas Artículo   ►  Derecho de Autor y la licencia para la información   ►

Este artículo ha sido citado por otros artículos en PMC.

ABSTRACTO

El creciente desarrollo de la resistencia bacteriana a los antibióticos tradicionales ha alcanzado niveles alarmantes (2 , 3 ), estimulando una fuerte necesidad de desarrollar nuevos agentes antimicrobianos. Los enfoques clásicos a corto plazo incluyen la modificación química de los agentes existentes para mejorar la potencia o espectro.Enfoques a largo plazo se basan en genómica bacteriana y de fagos para descubrir nuevos antibióticos que atacan a los nuevos objetivos de proteínas que son esenciales para la supervivencia bacteriana y por lo tanto sin resistencia conocida ( 1 , 8 ). En ambos antibióticos tradicionales y recién desarrolladas, la selectividad de destino se encuentra en el propio fármaco, en su capacidad de afectar a un mecanismo que es único para el microorganismo diana y ausente en su huésped. Como resultado de ello, un gran número de fármacos potentes han sido excluidos de su uso como agentes terapéuticos debido a la baja selectividad. Esto trae a la mente la escasa selectividad de medicamentos contra el cáncer y los recientes esfuerzos para superarla mediante el desarrollo de estrategias terapéuticas dirigidas. Enfoques administración dirigida de fármacos basados en anticuerpos se han desarrollado desde la aparición de los anticuerpos monoclonales ( 6 ). Desde entonces, se han utilizado anticuerpos monoclonales y anticuerpos de cadena sencilla derivados de entregar componentes citotóxicos potentes para las células cancerosas que, una vez unidas, internalizar y matar a la célula diana ( 7 , 12). A immunotargeting similar de bacterias no es factible debido a la falta de un proceso de internalización bacteriana, haciendo que el uso de un mecanismo de liberación extracelular necesaria para un enfoque antibacteriana específica. Por otra parte, en comparación con cáncer interiorizado dispositivos de focalización como inmunotoxinas y inmunoconjugados, antibióticos comunes son fármacos menos potentes, en los que se necesita un número mínimo de varios miles de moléculas para inhibir o matar a una sola bacteria. Por lo tanto, una plataforma antibacteriana específica debe tener una capacidad de transporte del fármaco significativamente más grande que un anticancerígeno uno.

Bacteriófagos filamentosos (fagos) son el caballo de batalla de la ingeniería de anticuerpos y están ganando cada vez más importancia en nanobiotecnología ( 9 ). Aquí presentamos apuntamos, los fagos portadores de drogas como una plataforma para la orientación

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bacterias patógenas. Debido a las modificaciones genéticas y químicas, estos fagos representan una plataforma de transporte de fármaco dirigido modular de dimensiones nanométricas, donde restos de dirección y fármacos conjugados pueden intercambiarse a voluntad.

Recientemente, hemos demostrado la factibilidad de usar fagos como vehículos de fármacos antibacterianos específicos ( 13 ). En nuestro sistema, cloranfenicol (que rara vez se utiliza para tratar a los pacientes debido a la toxicidad sistémica) se adjunta como un profármaco a las moléculas de proteína de la cubierta p8 en la superficie del fago filamentoso. Los fagos fueron dirigidos para unirse a bacterias patógenas y, tras la liberación de cloranfenicol activo, el crecimiento bacteriano retardado. El sistema reportado tenía una capacidad limitada para la inhibición del crecimiento bacteriano debido a una capacidad de armado limitado de menos de 3.000 moléculas de fármaco / fago. Ahora hemos superar esta limitación mediante el diseño de una química de conjugación único fármaco, que comprende el uso de (hidrófilos) antibióticos aminoglucósidos como enlazadores ramificados, potenciadores de la solubilidad. Al cambiar la química de armado y una modificación del método de conjugación de anticuerpos-fagos, nuestro sistema, como se ilustra en la Fig. Fig.1,1 , se transformó en una herramienta viable y versátil para la focalización de una amplia gama de bacterias patógenas.

FIG. 1.Representación esquemática de los bacteriófagos portadores de drogas.(A) Dibujo de un solo bacteriófago fUSE5 ZZ-exhibición. Las pequeñas esferas de color turquesa representan importantes monómeros p8 proteína de la cubierta. Esfera púrpura y palos representan las 5 copias de la proteína de cubierta menor ...

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MATERIALES Y MÉTODOS

Todos los productos químicos utilizados fueron de grado analítico y se adquirieron de Sigma (Israel). A menos que se indique lo contrario, las reacciones se llevaron a cabo a temperatura ambiente (aproximadamente 22 ° C).

Síntesis y evaluación de profármaco cloranfenicol.

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Un profármaco cloranfenicol, cloranfenicol donde está vinculado a través de un enlace de éster lábil a un N hidroxisuccinimida (NHS) -éster para la conjugación a grupos amina Se preparó y evaluó como se ha descrito previamente ( 13 ). La tasa de liberación del fármaco cuando se utilizan las esterasas de suero es de aproximadamente 15% de la cloranfenicol conjugado liberado desde el soporte después de 1 h de incubación en suero a 37 ° C con una cinética lineal ( 13 ).

Preparación de los fagos de dominio de mostrar ZZ.

Phage fUSE5-ZZ, que muestra el dominio de unión a Fc ZZ-de la proteína A en todas las copias de la proteína de cubierta menor del fago p3, se construyó como se ha descrito previamente ( 13 ).

Preparación de los fagos para la conjugación de drogas.

fUSE5-ZZ fagos filamentosos ( 13 ) se propagaron rutinariamente en células DH5a F 'utilizando técnicas estándar de fagos como se ha descrito previamente ( 5 ). Los fagos se suele recuperarse de los cultivos de 1 litro durante la noche de bacterias portadoras. Las bacterias se eliminaron por centrifugación, y el sobrenadante que contiene el fago se filtró a través de un filtro de 0,22-micras. Los fagos se precipitaron mediante la adición de 20% (peso / vol) de polietilenglicol 8000 a 2,5 M NaCl, seguido por centrifugación como se ha descrito previamente ( 5 ). El sedimento de fagos se suspendió en Milli-Q agua bidestilada estéril a una concentración de 10 13 PFU / ml y se almacenó a 4 ° C.

Conjugación de los aminoglucósidos al cloranfenicol o a FITC.

Solid neomicina o higromicina y una solución madre de 100 mM cloranfenicol profármaco en sulfóxido de dimetilo o de isotiocianato de fluoresceína (FITC) en sulfóxido de dimetilo se utilizaron en todas las conjugaciones. Se mezclaron dentro de 0,1 M deNaHCO3, pH 8,5, en una relación molar de 1: 2 para el cloranfenicol profármaco-neomicina o en una relación molar de 1:10 de FITC-higromicina. La reacción se agitó durante la noche. A continuación, el aducto de la neomicina-cloranfenicol preparado se purificó por cromatografía líquida de alto rendimiento de fase inversa (HPLC). Una columna de fase inversa C 18 se usó en una máquina de aguas con una (solución madre de 80% [p / p] en agua) gradiente de 0% a 100% de acetonitrilo y agua (100% de agua a 0%) en el móvil fase, a un caudal de 1 ml / min. En estas condiciones, el aducto de neomicina-cloranfenicol eluyó 18 min después de la inyección de la muestra, mientras que el cloranfenicol-profármaco intacto eluyó 24 min después de la inyección de la muestra (Fig.2a y b ). Tras la validación asistida por matriz de ionización de desorción de láser de tiempo de vuelo espectrometría de masas (MS) (Fig. (Fig.2c),2c ), el aducto de neomicina-cloranfenicol purificado se liofilizó y conjugado con nanopartículas de fagos de anticuerpos complejado por el 1 etil-3- [3-dimetilaminopropil] carbodiimida procedimiento (EDC).

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FIG. 2.De fase inversa purificación por HPLC y análisis de MS del aducto-cloranfenicol neomicina. (A) El análisis por HPLC de cloranfenicol-NHS antes de la conjugación a la neomicina. El profármaco cloranfenicol-NHS se separó usando un gradiente de acetonitrilo en agua ...

Química EDC.

El fago importante p8 proteína de la cubierta contiene 3 aminoácidos carboxílicos (glu2, asp4, asp5) que pueden estar conjugados por aplicación de la química EDC, una reacción rápida realiza a un pH ligeramente ácido (4.5 a 5.5) ( 11 ). Aquí, todas las conjugaciones se realizaron dentro de un volumen total de 1 ml de 0,1 M de tampón Na-citrato, pH 5, NaCl 0,75 M, 2,5 × 10 -6 mol del aminoglucósido, 10 12 fagos conjugado con una inmunoglobulina G (IgG). La reacción se inició por la adición de 2,5 × 10 -6 mol de EDC, que se repitió dos veces más a intervalos de tiempo de 30 min. Las reacciones se llevaron a cabo a temperatura ambiente con agitación suave (10 rpm) en tubos Eppendorf de 2 ml para un total de 2 h. Las nanopartículas de fagos portadores de fármacos dirigido se separaron de los reactivos por dos etapas de diálisis de 16 h cada uno contra 1000 volúmenes de solución salina tamponada con fosfato estéril (PBS).

La cuantificación de moléculas ligado cloranfenicol-fago.

Moléculas de fagos cloranfenicol Vinculados se cuantificaron esencialmente como se describe anteriormente ( 13 ). Brevemente, cloranfenicol conjugado fue liberado de los fagos mediante incubación en suero de conejo (como fuente de esterasas) a 37 ° C durante 48 h.El cloranfenicol libre se separó de los fagos mediante el uso de cartuchos de ultrafiltración de 10 kDa-corte (Millipore), y el número de moléculas de cloranfenicol liberados se calculó utilizando una curva de calibración de absorbancia cloranfenicol libre que se registró a 280 nm.

Evaluación de títulos en suero mediante ELISA usando bacterias completas como antígenos.

Ensayo de inmunoabsorción (ELISA) placas ligado a enzimas (fondo plano; Nunc, Suecia) se revistieron con bacterias como sigue. Las células de un cultivo de una noche fresco se recogieron por centrifugación y se suspendieron en PBS a aproximadamente 10 8 células /

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ml. Una parte alícuota de 100 l de la suspensión celular se aplicó a cada pocillo de la placa que se hace girar en una centrífuga a 4000 rpm durante 5 min a 4 ° C. El sobrenadante se retiró cuidadosamente, y 100 l de glutaraldehído al 3% en PBS se añadió a cada pocillo y se deja fijar las células durante 1 h. A continuación, la placa se bloqueó con suero bovino 50%. Sueros ensayados se añadieron en diluciones seriadas, las placas se incubaron durante 1 h a temperatura ambiente (aproximadamente 22 ° C), se lavó tres veces con PBS y se incubaron con anticuerpos de cabra peroxidasa de rábano conjugada anti-humanos o anti-conejo (Jackson ImmunoResearch Laboratories ) durante 1 h. Después las placas se lavaron cuatro veces y se desarrollaron con 3,3 ', 5,5'-tetrametil bencidina (Dako). Las reacciones se terminaron con 1 MH 2 SO 4. La placa se leyó en un lector de ELISA a 450 nm.

Experimentos de inhibición de crecimiento.

Una parte alícuota de 100-l de cultivo bacteriano durante la noche se recogió por centrifugación y se lavó en 1 ml de PBS frío. Las células se recogieron de nuevo y se resuspendieron en 100 l de PBS frío. Diez microlitros de bacterias lavadas (10 7 células) se incubaron con 100 a 500 l de apuntado neomicina-cloranfenicol nanopartículas de fagos llevar (octubre 10-10 11 partículas) para 1 h en hielo. A continuación, se añadió un volumen igual de suero de conejo (100 a 500 l) y se incubó durante 3 h a 37 ° C.  Uno a quinientas microlitros de esta mezcla se diluyó en 3 ml de medio de crecimiento (Staphylococcus aureus, caldo de soja tríptico; Streptococcus pyogenes, caldo de Todd-Hewitt; Escherichia coli, 2 × YT [16 g / litro de Bacto-triptona, 10 g / litros de extracto de Bacto-levadura, 5 g / litro de NaCl, agua bidestilada completa a 1 litro]) que contiene 50% de suero de conejo en tubos de 13 ml con agitación a 250 rpm a 37 ° C. El crecimiento se registró mediante el control de la absorbancia a 600 nm.

Cálculo del factor de mejora de la potencia dirigido contra la droga libre.

El cálculo del factor de mejora de la potencia se basa en 10 10 fagos cloranfenicol-Llevar, cada uno con 10 4 moléculas de fármacos, que inhiben el crecimiento de 10 7 células tan eficazmente como 15 g de cloranfenicol libre. El porcentaje de fagos pertinentes se basa en el ~ 5% de IgG específica de la diana en el suero policlonal. La estimación de que el 30% del fármaco se libera durante el experimento se basa en la referencia 13 .

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RESULTADOSConjugación de cloranfenicol a los fagos a través de enlazadores aminoglucósidos.

Como una solución a la eficiencia de armado limitada que se debió principalmente a la hidrofobicidad de drogas ( 13 ), se aplicó antibióticos aminoglucósidos como potenciadores de la solubilidad enlazadores ramificados. Esto dio lugar a la superación de la barrera hidrofóbica en soluciones acuosas por un lado y aumentó significativamente el potencial de

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carga de moléculas de fármaco por partícula de fago en el otro. El primer ejemplo fue la conjugación de cloranfenicol a la neomicina aminoglucósido. Cada molécula de neomicina tiene 6 aminas primarias, 1 de los cuales se vinculan a una molécula de cloranfenicol, mientras que las otras aminas se dejaron durante más conjugación con restos carboxilo de las proteínas de la cubierta del fago mediante química EDC ( 11 ) (Fig. (Fig.3a) .3a ).El uso de fagos residuos carboxilo abrigo para la conjugación de drogas en lugar de los residuos de amina multiplica la capacidad potencial directo de transporte de drogas a ~11,400 moléculas por fagos (3800 p8 proteína de la cubierta copias en nuestro fago fUSE5-ZZ con un tamaño del genoma de 9200 bases × 3 residuos carboxilo accesibles en cada monómero p8).

FIG. 3.Representación esquemática de las reacciones químicas que se utilizan para preparar la droga para la conjugación. (A) Preparación de un aducto de la neomicina-cloranfenicol. (1) Se utilizaron dos pasos químicos para modificar cloranfenicol para la conjugación con grupos amina. En el primer paso, ...

La cuantificación de la carga útil.

Para cuantificar indirectamente los residuos carboxilo reactivos en la superficie del fago, se preparó un conjugado de FITC-higromicina (Fig. (figura 3b).3b ). La higromicina aminoglucósido es similar a la neomicina en la estructura pero difiere en el número de grupos aminas. Una molécula de higromicina contiene 2 aminas primarias; uno se puede unir a la tintura fluorescente FITC, mientras que el segundo se deja para más conjugación con restos carboxilo libres en la cubierta del fago por la química EDC. Desde higromicina sirve como un enlazador directa, permite una verdadera estimación de eventos-conjugación a fago. Por una curva de calibración lineal de la intensidad de fluorescencia como una función de la concentración de FITC, hemos deducido el número de moléculas de FITC y, por lo tanto, la de las moléculas higromicina que estaban vinculados a los fagos en ~10,000, que es comparable al número de residuos carboxilo reactivos por fago según lo calculado anteriormente.

Para cuantificar directamente la cloranfenicol que se conjugó a través de la enlazador neomicina, se publican las moléculas de cloranfenicol conjugados mediante la incubación de los fagos portadores de drogas con suero como se describió previamente ( 13 ). Se calculó aproximadamente 10.000 moléculas de cloranfenicol por fago. Debido a las aminas

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primarias adicionales disponibles en la neomicina, una carga útil de drogas incluso más grande podría obtenerse mediante la manipulación de las concentraciones de reactivos y tiempos de incubación, y que se podía obtener más de 40.000 moléculas de cloranfenicol / fago sin comprometer la integridad del fago.

Mejorar la eficiencia de la focalización.

Nos acomplejado los fagos con anticuerpos policlonales que sirvieron como los restos de dirección en nuestra plataforma de transporte de fármaco dirigido. Se utilizó suero humano contra estafilococos y estreptococos y un conejo, proteína A-IgG purificada contra E. coli O78. Todos los títulos en suero, como se determina por ELISA en bacterias enteras inmovilizados, estaban en el rango de 1: 10.000 a 1: 100.000 (Fig. (Fig.4)   4. ). Para facilitar el cálculo exacto de la mejora en la potencia, que mide la fracción de IgG específicos diana dentro de los sueros. Se encontró que la concentración de IgG total en el suero fue ~ 15 mg / ml, de los cuales 4 a 5% era el objetivo específico.

FIG. 4.Los títulos de los sueros policlonales. Los títulos de anti-humanoStaphylococcus aureus (SA) y - Streptococcus pyogenes (SP) y sueros de conejo anti-E. IgG coli se analizaron por ELISA con bacterias fijadas como antígenos, títulos superiores a 1: 50.000 se registraron para todos ...

En nuestro estudio anterior, acomplejado los fagos con los anticuerpos dirigidos siguientes Conjugación de drogas ( 13 ). Aquí, los fagos complejado con los anticuerpos dirigidos antes de la conjugación de drogas. Como resultado, además de que une el fármaco a la cubierta del fago, la química EDC aplicada reticulado los anticuerpos dirigidos a los fagos (datos no mostrados). Esto es importante cuando se considera en aplicaciones in vivo, donde los anticuerpos no específicos residentes pueden competir a cabo el anticuerpo dirigido desde el dominio ZZ.

La inhibición del crecimiento de bacterias diana por fagos portadores de drogas.

Probamos la capacidad de las nanopartículas de fagos portadores de fármaco dirigido para inhibir el crecimiento de las tres cepas diferentes de bacterias patógenas comunes. Dos eran gram positivos: el resistente a la meticilinaStaphylococcus aureus COL y un aislamiento clínico de Streptococcus pyogenes. El tercero era un gramnegativos, aviar levemente patógena E. coli O78 (781) ( 14 ).

Los experimentos de inhibición del crecimiento con estafilococos se realizaron con la mínima cantidad de fagos que dieron la inhibición de crecimiento total, 10 10 partículas de

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fago por 10 7 bacterias. Los controles negativos eran bacterias no tratadas, así como bacterias tratadas con IgG humana no inmune o bacteriófagos Fc complejado humanos conjugados con la misma cantidad de antibiótico. Los resultados se compararon con la inhibición del crecimiento resultante de diversas concentraciones de cloranfenicol libre. Se encontró que 10 10 fagos portadores de fármaco dirigido inhibieron el crecimiento bacteriano, así como 15 g de cloranfenicol libre (Fig. 5a y b ).Experimentos de inhibición de crecimiento similares se llevaron a cabo con los otros objetivos bacterianas donde también pudimos observar la inhibición del crecimiento (Fig. 5c y d ). El perfil de inhibición del crecimiento de SPy E. coli O78 por cloranfenicol libre fue similar a la de las células SA (no mostrado). La inhibición del crecimiento parcial observada para E. coli O78 que se trató con fagos portadores de drogas nontargeted (Fig. (Fig.5d)5d ) se esperaba debido al bajo nivel de unión no específica de fagos filamentosos a esta E. coli cepa que se informó anteriormente ( 13 ).

FIG. 5.Curvas de inhibición del crecimiento. Tres cepas de bacterias patógenas comunes fueron probados: Staphylococcus aureus (SA) COL,Streptococcus pyogenes (SP), y E. coli O78. (A) Curva de crecimiento de SA trató con 10 11 (triángulos rellenos) o 10 10 (cuadrados rellenos) dirigidos ...

Cálculo de potencia mejora en comparación con el fármaco libre.

Se calculó el factor de mejora de la potencia del presupuesto de que la fracción de fagos relevantes (que se unen las bacterias diana) es igual a la fracción de IgG objetivo relevante dentro de los sueros. Como se muestra en la Fig. Fig.5,5 , 10 10 fagos portadores de cloranfenicol dirigidos inhibieron el crecimiento bacteriano tan eficazmente como lo hizo 15 g de cloranfenicol libre.Teniendo en cuenta que, sobre la base de la fracción de IgG específica de la diana en el suero, ~ 5% de los fagos están dirigidos, que para 10 7 bacteria produce 50 fagos portadores de drogas que realmente se unen cada bacteria diana. Cada fago lleva ~ 10 4 moléculas de cloranfenicol, de los cuales 30% (3000) se liberan durante el

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curso de tiempo del experimento (basado en la cinética de liberación reportados en referencia 13 ). Esto produce 150.000 moléculas de fármacos liberados para cada bacteria diana.

Durante 10 7 bacterias diana, 15 g de cloranfenicol libre corresponde a ~ 3 × 10 9 moléculas / bacteria. Por lo tanto, el factor de mejora de la potencia en comparación con el fármaco libre es de aproximadamente 20.000 [3 × 10 9 libre / 150000 dirigidos].

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DISCUSIÓN

La aparición de resistencia a los medicamentos bacteriana exige medidas creativas para superarla. El uso de algunos agentes antibacterianos extremadamente potentes está limitado por su falta de selectividad. Una solución a este problema puede ser proporcionada en la forma de terapia dirigida ( 12 ). Una plataforma de administración dirigida de fármacos eficiente debe satisfacer los criterios de unión a la diana de selectividad, de gran capacidad de transporte de la droga, y la liberación del fármaco a tiempo a la meta.

Ofrecemos apuntamos, las nanopartículas de fagos como una manera versátil para satisfacer estos criterios, como se muestra aquí con la inhibición del crecimiento de bacterias patógenas gram-positivas y gram-negativas portadoras de drogas. Como fármaco modelo, se utilizó el cloranfenicol antibiótico bacteriostático que normalmente se limita a la aplicación tópica debido a la toxicidad para las células de la sangre ( 10 ). El fago representa aquí una partícula de tamaño nanométrico que, debido a el ensamblaje modular de su capa, ofrece una excelente capacidad de transporte de drogas para su tamaño. La disposición de fármaco que se conjuga en el exterior de la partícula objetivo es única en comparación con las partículas portadoras de dispositivos de drogas tales como liposomas o partículas similares a virus. Una innovación adicional se introdujo mediante el uso de los aminoglucósidos a base de azúcar como aminoácidos ramificados, enlazadores hidrófilos, que prevé la solvatación de los materiales hidrófobos tales como cloranfenicol, FITC, o Z-Phe (no mostrado). Esto había resuelto un obstáculo importante al permitir la conjugación a una entidad biológica (fagos) en soluciones acuosas, lo que nos permite conjugar una cantidad bastante grande de moléculas hidrofóbicas a cada fago. De hecho, podríamos conjugar más de 40.000 moléculas cloranfenicol / fago sin comprometer la integridad del fago. Sin embargo, trabajar en un nivel conjugación de 10.000 moléculas / fago fue suficiente para obtener una inhibición completa del crecimiento, mientras que el ahorro en reactivos preciosos.

La neomicina se utilizó como el enlazador aminoglucósido es en sí mismo un antibiótico al cual las bacterias analizadas son sensibles. Sin embargo, desde que fue vinculado a la cubierta del fago mediante un enlace no lábiles, no podía ser puesto en libertad y contribuir

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a la inhibición del crecimiento bacteriano. Uno puede imaginar un diseño Conjugación más elegante donde los aminoglucósidos están vinculados a los fagos mediante un enlace lábil sujeto a liberación controlada, en cuyo caso se podrían haber obtenido un efecto aditivo o sinérgico de drogas.

Nuestro estudio demostró un factor de mejora de 20.000 en comparación con el fármaco libre. En nuestro estudio anterior, hemos podido demostrar una inhibición del crecimiento limitado con un factor de potenciación mucho menor. Esta mejora drástica no puede probablemente ser explicado sobre la base de aumentar la carga útil de fármaco a partir de 3000 a 10000 solo. Más bien, debe ser un efecto sinérgico resultante de la mejora de la química que probablemente afecta a la solubilidad general de toda la plataforma de transporte de drogas, y el nuevo enfoque de focalización en el que los anticuerpos se complejan a los fagos antes de la conjugación fármaco con reticulación concomitante de los anticuerpos a los fagos portadores de drogas.

Nuestros resultados de la inhibición del crecimiento se obtuvieron dentro de un sistema cerrado artificial y seguramente no reflejan una aplicación in vivo, que ofrecerá desafíos adicionales a nuestro enfoque, como los que se enfrentan otros nanológicos potenciales ( 4 ). Por un lado, el uso de suero policlonal como lo hicimos en el sistema modelo presentado no será adecuado para el tratamiento sin una purificación por afinidad antes de IgG-bacteria específica porque nos "perdemos" ~ 95% de nuestros fagos portadores de drogas que no son el blanco .De hecho, los anticuerpos pueden no ser las moléculas de direccionamiento ideales para fagos portadores de drogas, porque las bacterias diana pueden estar ya opsonizadas por anticuerpos de pacientes. En tal caso, se puede considerar otros métodos de focalización, como lo hicimos con los fagos de péptidos se presentan en nuestro estudio anterior ( 13 ). Esperamos que este trabajo podría conducir a métodos más creativos y versátiles para luchar contra nuestros enemigos más antiguos e íntimos, las bacterias patógenas.

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AGRADECIMIENTOS

Agradecemos Ehud Gazit (Universidad de Tel Aviv) para la lectura crítica del manuscrito. Damos las gracias a Marina Shamis y Doron Shabat para preparar el compuesto de cloranfenicol-NHS.

IY fue apoyado por un Ph.D. beca del Instituto de Investigación de Sistemas Gertner nanomédicos, la Universidad de Tel-Aviv, y por la beca Dan David para jóvenes investigadores en dimensión futuro.

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NOTAS AL PIE▿ publicado antes de impresión el 2 de abril de 2007.

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REFERENCIAS

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Artículos de Agentes Antimicrobianos y Quimioterapia se proporcionan aquí por cortesía de la

Sociedad Americana de Microbiología (ASM)