粘菌素是治疗耐多药(MDR)革兰氏阴性细菌感染的最后手段,其他临床可用的抗生素均无法治疗这些感染。然而,质粒载体基因动员粘菌素耐药性(mcr)可导致粘菌素靶标(即细菌膜)的改造,这极大地影响了粘菌素的治疗结果。为了解决这一未满足的临床需求,中山大学丁鑫、Guo-bao Tian、袁佩妍和新加坡A*STAR的Yi Yan Yang通过简单的自组装,开发了阴离子前药甲磺酸粘菌素(CMS)和胍功能化阳离子聚合物pEt_20的纳米复合物(CMS-pEt_20NP),用于共同递送具有膜亲和力的抗生素和抗微生物聚合物,以逆转粘菌素耐药性。
本文要点
(1)CMS-pEt_20 NP的形成能够逆转粘菌素耐药性,并完全杀死临床分离的mcr阳性粘菌素耐药细菌,包括耐多药大肠杆菌和肺炎克雷伯菌,而同等剂量的聚合物或抗生素则没有显示出抗菌活性。
(2)机理研究表明,CMS-pEt_20 NP增强了递送的CMS对粘菌素抗性细菌修饰膜的亲和力,恢复了粘菌素的膜裂解特性。粘菌素引起的膜通透性增加反过来又促进pEt_20的流入以产生细胞内ROS应激,从而消除粘菌素抗性细菌。
(3)粘菌素抗性小鼠腹膜炎败血症感染模型证明了CMS-pEt_20 NP的优异治疗效果,感染小鼠的存活率为100%。此外,该纳米复合物在体外和体内均被证明无毒。总之,具有两种互补抗菌机制的自组装抗生素-聚合物纳米复合物成功逆转了细菌对粘菌素的耐药性表型,有望成为治疗无法治疗的粘菌素耐药性MDR细菌感染的潜在策略。
Huimin Zhao, et al. Antibiotic–Polymer Self-Assembled Nanocomplex to Reverse Phenotypic Resistance of Bacteria toward Last-Resort Antibiotic Colistin. ACS Nano. 2023
DOI:10.1021/acsnano.3c00981
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c00981