Exploring the Synergy between Nano-Formulated Linezolid and Polymyxin B as a Gram-Negative Effective Antibiotic Delivery System Based on Mesoporous Silica Nanoparticles.
Por:
Otri I, Medaglia S, Martínez-Máñez R, Aznar E and Sancenón F
Publicada:
20 ene 2024
Resumen:
Antimicrobial resistance is a current silent pandemic that needs new types of antimicrobial agents different from the classic antibiotics that are known to lose efficiency over time. Encapsulation of antibiotics inside nano-delivery systems could be a promising, effective strategy that is able to delay the capability of pathogens to develop resistance mechanisms against antimicrobials. These systems can be adapted to deliver already discovered antibiotics to specific infection sites in a more successful way. Herein, mesoporous silica nanomaterials are used for an efficient delivery of a linezolid gram-positive antibiotic that acts synergistically with gram-negative antimicrobial polymyxin B. For this purpose, linezolid is encapsulated in the pores of the mesoporous silica, whose outer surface is coated with a polymyxin B membrane disruptor. The nanomaterial showed a good controlled-release performance in the presence of lipopolysaccharide, found in bacteria cell membranes, and the complete bacteria E. coli DH5a. The performed studies demonstrate that when the novel formulation is near bacteria, polymyxin B interacts with the cell membrane, thereby promoting its permeation. After this step, linezolid can easily penetrate the bacteria and act with efficacy to kill the microorganism. The nano-delivery system presents a highly increased antimicrobial efficacy against gram-negative bacteria, where the use of free linezolid is not effective, with a fractional inhibitory concentration index of 0.0063 for E. coli . Moreover, enhanced toxicity against gram-positive bacteria was confirmed thanks to the combination of both antibiotics in the same nanoparticles. Although this new nanomaterial should be further studied to reach clinical practice, the obtained results pave the way to the development of new nanoformulations which could help in the fight against bacterial infections.
Filiaciones:
Otri I:
Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM), Universitat Politècnica de València, Universitat de València, Camino de Vera s/n, 46022 Valencia, Spain
Medaglia S:
Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM), Universitat Politècnica de València, Universitat de València, Camino de Vera s/n, 46022 Valencia, Spain
CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), Instituto de Salud Carlos III, 46022 Valencia, Spain
:
Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM), Universitat Politècnica de València, Universitat de València, Camino de Vera s/n, 46022 Valencia, Spain
CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), Instituto de Salud Carlos III, 46022 Valencia, Spain
Unidad Mixta de Investigación en Nanomedicina y Sensores, Instituto de Investigación Sanitaria La Fe, Universitat Politècnica de València, 46026 Valencia, Spain
Unidad Mixta UPV-CIPF de Investigación en Mecanismos de Enfermedades y Nanomedicina, Centro de Investigación Príncipe Felipe, Universitat Politècnica de València, 46012 Valencia, Spain
Departamento de Química, Universitat Politècnica de València, Camino de Vera s/n, 46022 Valencia, Spain
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Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM), Universitat Politècnica de València, Universitat de València, Camino de Vera s/n, 46022 Valencia, Spain
CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), Instituto de Salud Carlos III, 46022 Valencia, Spain
Unidad Mixta de Investigación en Nanomedicina y Sensores, Instituto de Investigación Sanitaria La Fe, Universitat Politècnica de València, 46026 Valencia, Spain
Departamento de Química, Universitat Politècnica de València, Camino de Vera s/n, 46022 Valencia, Spain
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Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM), Universitat Politècnica de València, Universitat de València, Camino de Vera s/n, 46022 Valencia, Spain
CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), Instituto de Salud Carlos III, 46022 Valencia, Spain
Unidad Mixta de Investigación en Nanomedicina y Sensores, Instituto de Investigación Sanitaria La Fe, Universitat Politècnica de València, 46026 Valencia, Spain
Unidad Mixta UPV-CIPF de Investigación en Mecanismos de Enfermedades y Nanomedicina, Centro de Investigación Príncipe Felipe, Universitat Politècnica de València, 46012 Valencia, Spain
Departamento de Química, Universitat Politècnica de València, Camino de Vera s/n, 46022 Valencia, Spain
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