在细菌生物膜相关感染(BAIs)的治疗过程中,致密的生物膜结构会阻止抗生素渗透,而酸性和富含H2O2的生物膜微环境(BME)又会抑制抗微生物巨噬细胞的免疫反应。此外,传统的治疗方法还无法持续抑制从生物膜中逃逸的浮游细菌,严重限制了对抗BAI的治疗效果。为此,中科大朱晨、复旦大学王建新、Wanbo Zhu和南京医科大学Ming Ye提出了一种BME响应性铜掺杂多金属氧酸盐簇(Cu-POM),其可与温和光热疗法(PTT)以及巨噬细胞免疫再激活策略相结合,实现全阶段的BAI消除。
本文要点
(1)Cu-POM可响应BME自组装成相对较大的结构,并通过化学动力学原理(CDT)将内源性H2O2转化为毒性·OH,并产生温和的PTT效应,诱导旺盛的细菌代谢,最终导致细菌膜结构松动、铜转运蛋白活性增强以及细胞内Cu-POM流量增加。
(2)因此,BME响应性Cu-POM可通过代谢干扰促进细菌类铜死亡,同时也重新激发了巨噬细胞免疫反应,可进一步消除浮游细菌,实现全阶段的BAI清除,为生物膜感染的临床治疗提供了新的思路。
Jiawei Mei, et al. Biofilm Microenvironment-Responsive Self-Assembly Nanoreactors for All-stage Biofilm Associated Infection through Bacterial Cuproptosis-like Death and Macrophage Re-rousing. Advanced Materials. 2023
DOI:10.1002/adma.202303432
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202303432