Нановолоконные швы стимулируют выработку пептида для борьбы с инфекцией

Новое исследование показывает, что загрузка нановолоконных швов витамином D индуцирует выработку противомикробного пептида.

Это открытие может стать важным шагом в профилактике послеоперационных инфекций, которые ежегодно обходятся в миллиарды долларов только в США.

Коллаборация с участием Адриана Гомбарта из Института Линуса Полинга Университета штата Орегон использовала метод коаксиального электроспиннинга с осаждением и прокаткой для создания шовного материала, содержащего 25-гидроксивитамин D₃ и пептид pam3CSK4.

Функция пептида pam3CSK4 — активировать толл-подобный рецептор клетки, что, в свою очередь, запускает иммунные реакции, в которых ключевую роль играет витамин D.

Исследование показало, что швы высвобождали 25D3 — ту же форму витамина, что измеряется в крови при анализе уровня витамина D — постоянно в течение четырёх недель. Пептид pam3CSK4 высвобождался с начальным быстрым выбросом, а затем пролонгированно в течение четырёх недель.

"Когда толл-подобный рецептор активируется, индуцируется определённый фермент, который превращает 25D3 в его биологически активную форму — 1,25-дигидроксивитамин D₃, активирующий рецептор витамина D", — пояснил Адриан Гомбарт. — "Это увеличивает экспрессию генов-мишеней рецептора витамина D, один из которых продуцирует пептид LL-37, убивающий микробы, разрушая их мембраны".

"Идея в том, что при возникновении инфекции швы активируют толл-подобные рецепторы и начинают увеличивать выработку 1,25D3 из 25D3, высвобождаемого из швов. Таким образом, мы получаем как локальную индукцию, так и увеличение производства противомикробного пептида".

Соответствующий автор исследования, Цзинвэй Се из Медицинского центра Университета Небраски, отмечает, что существующие противомикробные швы содержат триклозан — антибактериальное и противогрибковое средство, также используемое в потребительских товарах.

"Однако частое использование привело к развитию бактериальной резистентности", — сказал Цзинвэй Се. — "Триклозан также демонстрирует широкий спектр рисков для здоровья, включая эндокринные нарушения, нарушение функции мышц, повреждение печени и развитие раковых опухолей. По сравнению с доступными продуктами и методами лечения, разрабатываемые нами противомикробные швы могут обойти проблему отбора на множественную лекарственную устойчивость и другие недостатки, связанные со здоровьем. Новые швы также высоко конфигурируемы и могут доставлять различные биологически активные соединения для минимизации риска инфекции, оптимизации заживления и минимизации рубцевания. Ни один из существующих шовных материалов не обладает таким уровнем функциональности".

Адриан Гомбарт добавляет, что витамин D, доставляемый швами, может также влиять на другие гены, вовлечённые в иммунный ответ, помимо гена LL-37.

"Таким образом, соединение, подобное витамину D, не только воздействует на бактерии через противомикробный пептид, но и другие иммунные реакции также могут модулироваться для борьбы с инфекцией", — сказал он. — "Воздействие на нескольких фронтах помогает минимизировать шансы развития резистентности".

Исследование поддержали Медицинский центр Университета Небраски, Национальные институты здравоохранения (NIH) и Фонд медицинских исследований Отиса Глиба.

Результаты были недавно опубликованы в журнале Nanomedicine.