عنوان المقالة:مركب نانوي من الكيتوزان/النقاط الكربونية المستهدفة للبكتيريا مع خصائص تدمير الغشاء يحسن معدل القضاء على جرثومة الملوية البوابية Bacteria-targeting chitosan/carbon dots nanocomposite with membrane disruptive properties improve eradication rate of Helicobacter pylori
محمد عارف، رفيق أحمد، محمد شرف، جاويد محمد، مهند عبد الله، وفاء علي الطيب، تشين غوانغ ليو
English Authors
Muhammad Arif, Rafiq Ahmad, Mohamed Sharaf, Javed Muhammad, Mohnad Abdalla, Wafa Ali Eltayb, Chen-Guang Liu
Abstract
لقد قمنا بتصميم مركب نانوي يستهدف البكتيريا ويعطل الغشاء لعلاج ناجح للمضادات الحيوية لعدوى الملوية البوابية (H. pylori) في الدراسة الحالية. تم تحضير المركب النانوي المضاد للبكتيريا من ثيولاتيد-يوريدو-كيتوزان (Cys-U-CS) وبولي أنيوني (حمض الماليك) (PMLA) عن طريق التفاعل الكهروستاتيكي المزين بنقاط كربونية وظيفية مزدوجة من سترات الأمونيوم (CDs). يعمل Cys-U-CS ككتلة بناء مستهدفة لربط المركب النانوي المضاد للبكتيريا بسطح الخلية البكتيرية من خلال قناة بروتينية بوساطة Urel. في الوقت نفسه، تولد CDs التي تعطل الغشاء أنواع الأكسجين التفاعلية وتحلل الغشاء الخارجي للبكتيريا، مما يسمح للمضادات الحيوية بدخول السيتوبلازم داخل الخلايا. ونتيجة لذلك، فإن النانو مركب Cys-U-CS/PMLA@CDs (UCPM-NPs) المحملة بالمضاد الحيوي أموكسيسيلين (AMX) لا تستهدف وتقتل البكتيريا بشكل فعال في المختبر من خلال الالتصاق بوساطة Urel فحسب، بل تحتفظ أيضًا بكفاءة في المعدة حيث توجد H. pylori، وتعمل كحامل فعال للدواء للإطلاق المفاجئ في الموقع لـ AMX في سيتوبلازم البكتيريا. وعلاوة على ذلك، نظرًا لأن الكيتوزان المثوليت له خاصية لاصقة للمخاط، فقد تلتصق UCPM-NPs بطبقة مخاط المعدة وتمر عبرها بسرعة. ووفقًا لنتائجنا، فإن استهداف البكتيريا أمر بالغ الأهمية لضمان العلاج بالمضادات الحيوية الناجح. قد تنشئ البكتيريا التي تستهدف UCPM-NPs ذات القدرة على تعطيل الغشاء نظامًا واعدًا لتوصيل الأدوية لتوصيل المضادات الحيوية المستهدفة بشكل فعال لعلاج عدوى H. pylori.
Abstract
We designed a bacteria-targeting and membrane disrupting nanocomposite for successful antibiotic treatment of Helicobacter pylori (H. pylori) infections in the present study. The antibacterial nanocomposite was prepared from thiolated-ureido-chitosan (Cys-U-CS) and anionic poly (malic acid) (PMLA) via electrostatic interaction decorated with dual functional ammonium citrate carbon quantum dots (CDs). Cys-U-CS serves as a targeting building block for attaching antibacterial nanocomposite onto bacterial cell surface through Urel-mediated protein channel. Simultaneously, membrane disrupting CDs generate ROS and lyse the bacterial outer membrane, allowing antibiotics to enter the intracellular cytoplasm. As a result, Cys-U-CS/PMLA@CDs nanocomposite (UCPM-NPs) loaded with the antibiotic amoxicillin (AMX) not only effectively target and kill bacteria in vitro via Urel-mediated adhesion but also efficiently retain in the stomach where H. pylori reside, serving as an effective drug carrier for abrupt on-site release of AMX into the bacterial cytoplasm. Furthermore, since thiolated-chitosan has a mucoadhesive property, UCPM-NPs may adhere to the stomach mucus layer and pass through it swiftly. According to our results, bacterial targeting is crucial for guaranteeing successful antibiotic treatment. The bacteria targeting UCPM-NPs with membrane disruptive ability may establish a promising drug delivery system for the effective targeted delivery of antibiotics to treat H. pylori infections.
د.محمد كامل عبده علوان شرف | Dr. Mohamed Kamel Abdo Elwan Sharaf | 1434