Wie een hardnekkige bacteriële infectie heeft, krijgt daar in de toekomst misschien wel een gaasje overheen gelegd. Australische en Japanse onderzoekers hebben een nanogaasje ontwikkeld dat heel lokaal antibiotica laat vrijkomen. Daardoor hoeft dit medicijn niet meer oraal te worden ingenomen en heeft de patiënt minder last van bijwerkingen.
Het gaasje is gemaakt van bioafbreekbare kunststof (polycaprolacton) en kan dus op een infectie worden aangebracht of zelfs in het lichaam worden geïmplanteerd. Het materiaal zal langzaam oplossen, terwijl continu een antibioticum vrijkomt dat de bacteriën doodt die de infectie veroorzaken.
Het nanogaas is het resultaat van een samenwerking tussen bio-ingenieurs en wetenschappers van de Australische Flinders University en het Japanse National Institute for Materials Science. Zij publiceerden hun resultaten onlangs in een artikel in het wetenschappelijke tijdschrift RSC Advances.
Resistentie
Het onderzoek van de wetenschappers past in de strijd tegen de toenemende resistentie van sommige bacteriën tegen antibiotica (de middelen die worden bedacht om bacteriën te doden). Die wordt veroorzaakt doordat in veel landen te veel antibiotica worden voorgeschreven, waardoor bacteriën resistent kunnen worden.
Als laatste redmiddel tegen bijvoorbeeld de lastige ‘ziekenhuisbacterie’ MRSA hebben artsen nog maar een paar middelen om aan patiënten te geven ‘in een laatste poging om de infectie te behandelen’, schrijven de onderzoekers in het artikel. Twee belangrijke middelen zijn Colistine en Vancomycine. Die zijn echter maar beperkt bruikbaar, omdat ze bij sommige mensen nare bijwerkingen geven, bijvoorbeeld op de nierfunctie of op het zenuwstelsel.
Bijwerkingen
Als een dergelijk antibioticum oraal wordt ingenomen, komt het in het gehele lichaam terecht en is de kans op bijwerkingen groot. Het doel van de onderzoekers was dan ook om iets te verzinnen dat de werkzame stof naar de infectie brengt, maar niet naar de rest van het lichaam.
Als oplossing voor deze uitdaging kwamen de onderzoekers uit bij een zeer fijn gaasje. Dat wordt gemaakt met behulp van electrospinning. Bij deze techniek wordt een polymeer in oplosmiddel in een spuit gestopt. Vervolgens komt over de naald van de spuit en een bodemplaat een flink spanningsverschil te staan. Dat trekt uit de spuit een dunne draad van het materiaal, die op een min of meer willekeurige manier neerslaat op de roterende ondergrond. Doe je dit maar lang genoeg, dan ontstaat een warrig geheel, dat er – als je uitzoomt – uitziet als een gaasje.
Nanodeeltjes van goud
De wetenschappers stopten in dit geval in de polymeeroplossing in de spuit ook de antibiotica Colistine en Vancomycine die ze wilden testen. Die kwamen dus uiteindelijk in het nanogaasje terecht. En daarnaast voegde het team ook nanodeeltjes van goud (5 nanometer groot) toe, omdat daarvan bekend is dat ze het doden van bacteriën kunnen versnellen.
Vervolgens was het tijd om het gaasje te testen in het laboratorium. In petrischaaltjes vol met E. coli-bacteriepopulaties legden de onderzoekers ook hun gaasjes. Over een periode van veertien dagen lieten deze gaasjes geleidelijk hun antibiotica los, die de bacteriën om zeep hielpen.
De nanodeeltjes van goud bleken, wanneer ze positief geladen waren, het doden van bacteriën te versnellen. Wanneer ze echter negatief geladen waren, bleken de gouden nanodeeltjes de antibiotica naar de kern van de vezels te duwen. Lastig, zou je zeggen, maar de onderzoekers verwachten dat dit de werking van het nanogaas kan verlengen, doordat de werkzame stof langzamer naar buiten komt.
Dosering van antibiotica verlaagd
De eerste resultaten lijken er ook op te wijzen dat het doel wordt bereikt: de dosering van antibiotica verlagen in vergelijking met het traditionele toedienen van geneesmiddelen. Zo kan de kans op bijwerkingen en complicaties omlaag.
‘Hoewel de dosering is verlaagd in vergelijking met een orale dosering, kan de concentratie van antibiotica die op de infectieplaats wordt afgeleverd, nog steeds hoger zijn, waardoor de bacteriën niet kunnen overleven’, zegt onderzoeker Ingo Köper van het Flinders Institute for Nanoscience and Technology in een persbericht. Het lijkt erop dat het nieuwe principe van toediening ook voor andere soorten antibiotica gebruikt kan worden.
Zalfje
Er bestaan overigens al manieren om lokaal een antibioticum aan te brengen; de bekendste is met een zalfje. Maar een zalf werkt maar kort en moet dus steeds opnieuw worden gesmeerd. Het nieuwe nanogaas kan dagen- of zelfs wekenlang werken zonder er omkijken naar te hebben.
Met vervolgonderzoek willen de wetenschappers kijken of andere geladen nanodeeltjes het vrijkomen van antibioticum nog kunnen verbeteren. Ook richten ze zich op de eigenschappen van het nanogaas. Dat moet goed te bewaren zijn voor langere tijd én moet geen nadelige effecten op het menselijk lichaam hebben.
Openingsfoto Promovenda Melanie Fuller houdt een exemplaar van het nanogaas vast, dat antibiotica langzaam en lokaal laat vrijkomen. Foto Flinders University.
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.