针对青少年侵袭性牙龈感染的新型抗生素输送系统

侵袭性牙周炎是一种严重的牙龈感染，会导致韧带和骨骼的破坏，并可能导致其他健康个体的牙齿脱落。传统治疗通常涉及深层清洁和抗生素。

理海大学研究员 安吉拉·布朗 (Angela Brown) 和她的团队最近获得了国立卫生研究院 (NIH) 的资助，以寻求一种新的治疗方案。

Brown 是 Lehigh 的 PC Rossin 工程与应用科学学院的化学和生物分子工程副教授，他获得了 探索性/发展研究资助奖 (R21)，用于开发一种非手术给药 系统 ，该系统能够控制抗生素的给药以治疗侵袭性青少年牙周炎。根据 NIH 的说法，R21 拨款旨在鼓励高风险/高回报领域的研究，这些领域可能会带来重大突破或产生有益于生物医学、行为或临床研究的新技术、方法和应用。

“通常治疗这些感染的方法是刮治和刨平，这基本上意味着刮掉细菌，然后开口服抗生素，”布朗说。“虽然这往往有效，但有时细菌会卷土重来，然后你必须重新开始抗生素疗程。你服用抗生素的频率越高，细菌对它们产生耐药性的机会就越大。”

抗生素耐药性确实是一个日益严重的问题。根据 疾病控制和预防中心的数据，每年发生超过 280 万例抗生素耐药性感染，并因此导致超过 35,000 人死亡。

在之前的工作中，Brown 和她的团队已经表明，抗生素可以封装在脂质体中——微小的圆形囊泡，包含一个或多个膜，可用作递送机制。他们还表明，引起牙周炎的细菌释放的毒素，称为白细胞毒素，会触发抗生素的释放。

“白细胞毒素通过与白细胞膜中的胆固醇结合、破坏细胞膜并杀死细胞来对抗身体的免疫反应，”她说。“所以我们正在制造一种含有胆固醇的脂质体，我们希望所有或大部分毒素会结合到脂质体上而不是宿主细胞上，”布朗说。“当毒素与脂质体结合时，它会导致抗生素释放，杀死致病细菌。”

这笔赠款将支持她的实验室将进行的细胞培养工作，以确定该方法是否可以在杀死细菌细胞的同时保护宿主细胞免受毒素侵害。他们将使用“共培养”模型来做到这一点，在该模型中，人类免疫细胞和细菌细胞一起生长。

她说，最终目标是提供一种输送抗生素的替代方法来治疗侵袭性牙周炎。

“我们还想继续展示使用抗生素控制递送策略的优势，”她说。“而且由于我们正在研究的这种毒素与引起百日咳、霍乱和大肠杆菌感染等疾病的毒素密切相关 ，因此这种方法可能对多种细菌有用。”

Brown 从博士后就开始研究白细胞毒素。当时，她专注于毒素如何与细胞膜相互作用。她的研究小组发现，当他们将荧光染料封装在细胞内时，毒素会导致染料释放。

“因为我是一名工程师，所以我有这样的想法， 好吧，既然我们知道毒素有这种作用，我们该如何使用它呢?“ 她说。“那时候这只是一个模糊的想法，但我在想，如果我们能将抗生素封装在细胞内，那该有多酷。”

多年后，这个模糊的想法变成了现实。她的一名硕士生李子昂——现在是布朗和理 海化学与生物分子工程系主任史蒂夫麦金托什教授共同指导的博士生——想要研究药物输送机制。

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