Αντιμυκητιακή δράση τροποποιημένων νανοσωλήνων άνθρακα με αμφοτερικίνη B σε βιοϋμένια από Candida
Creators: name: Πανά, Ζωή-Δωροθέα Αθανασίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2015
Subjects: νανοσωλήνες άνθρακα
αμφοτερικίνη Β
βιοϋμένια
carbon nanotubes
amphotericin B
biofilms

description: Οι διευσδυτικές μυκητιακές λοιμώξεις από στελέχη Candida σχετίζονται με σημαντικά ποσοστά νοσηρότητας, θνητότητας, όπως επίσης και με αυξημένο κόστος υγειονομικής περίθαλψης. Ένας σημαντικός παθογενετικός παράγοντας των στελεχών της Candida είναι η δημιουργία βιοϋμενίου (ΒΥ) μέσω προσκόλλησης των κυττάρων τόσο στους ιστούς του ξενιστή όσο και πάνω στην επιφάνεια ξένων βιοϋλικών, συνηθέστερα αγγειακών καθετήρων. Η Candida albicans αποτελεί το πιο συχνό στέλεχος που εμπλέκεται στη δημιουργία ΒΥ, το οποίο με τη σειρά του παρουσιάζει αυξημένη ανθεκτικότητα στα συμβατικά θεραπευτικά φάρμακα συγκριτικά με τα πλανκτονικά κύτταρα. Η αμφοτερικίνη Β (AmB) έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως έναντι των ΒΥ από C. albicans, εντούτοις σε πολλές περιπτώσεις η κλινική εφαρμογή της περιορίζεται σημαντικά λόγω της τοξικότητάς της, της φτωχής διαλυτότητας και της αδυναμίας εκρίζωσης του ΒΥ ως αντιμυκητιακή μονοθεραπεία. Ως εκ τούτου, το κίνητρο, τόσο αμιγώς ιατρικό όσο και οικονομικό για την ανάπτυξη ισχυρότερων και πιο αποτελεσματικών καινοτόμων στρατηγικών έναντι των ΒΥ, είναι επιβεβλημένο. Τα νανοϋλικά και συγκεκριμένα οι νανοσωλήνες άνθρακα παρουσιάζουν μοναδικές και καλά προσδιορισμένες φυσικοχημικές ιδιότητες, με ένα υψηλό λόγο συνολικής επιφάνειας προς όγκο και αναφύονται ως πολλά υποσχόμενα καινοτόμα υλικά με πολλαπλές ιατρικές εφαρμογές, μεταξύ των οποίων και ως φορείς φαρμακευτικών ουσιών, όπως και αντιμυκητιακών φαρμάκων στοχεύοντας εκλεκτικά τις πάσχουσες περιοχές. Η συγκεκριμένη εφαρμογή τους ενισχύεται ιδιαίτερα και από την ικανότητά τους να διευσδύουν τις βιολογικές μεμβράνες με σχετικά χαμηλά ποσοστά κυτταροτοξικότητας, εφόσον έχει προηγηθεί η βιοτροποποιήσή τους. Ο στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι πρώτον η καθήλωση της αμφοτερικίνης Β πάνω σε πολυτοιχωματικούς νανοσωλήνες άθρακα και δεύτερον η μελέτη της μυκητοκτόνου δράσης των βιοτροποποιημένων νανοσωλήνων άνθρακα έναντι ΒΥ από Candida albicans. Με ιδιαίτερο ενδιαφέρον φάνηκε ότι οι τροποποιημένοι νανοσωλήνες με ΑmB (AmB-PEG-MWNTs) παρουσιάζουν σημαντικά ενισχυμένη δράση έναντι του ΒΥ συγκριτικά με την απλή AmB, ιδιαίτερα σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις. Η παρούσα μελέτη υποδεικνύει ότι η συγκεκριμένη νανο-μορφή της AmB μπορεί στο μέλλον υπο συγκεκριμένες προϋποθέσεις να αποτελέσει σημαντικό θεραπευτικό «όπλο» στη φαρέτρα έναντι των διάφορων μυκητιακών λοιμώξεων
description: Invasive Candida infections are associated with considerable attributable morbidity, mortality rates and high health-care costs. An important factor in its pathogenesis is the ability of Candida strains to form biofilms and adhere to host tissues and biomaterial surfaces (more frequently vascular catheters). Candida albicans is the most frequent of all fungal biofilm formers exhibiting increased resistance to conventional drugs compared to their planktonic cells. Amphotericin B (AmB) has been widely used against C. albicans biofilms, however in some cases its medical application is limited by its toxicity, poor solubility and its inability to eradicate the biofilm as antifungal monotherapy. Therefore a strong medical but also economical motivation for the development of novel anti-fungal biofilm strategies is requested. Nanomaterials and in particular, carbon nanotubes (CNTs), display unique and well-defined physical and chemical properties, including a very high surface area to volume ratio and are emerging as novel nanomaterials for various biomedical applications, since they can be used to deliver a variety of therapeutic agents, including antimicrobial agents, to selectively target disease sites. These applications are particularly enhanced by their ability to penetrate biological membranes with relatively low cytotoxicity after their biofunctionalization. The aim of the study is firstly to successfully conjugate AmB on multiwalled carbon natoubes and secondly to evaluate the antifungal activity of biofunctionalized nanotubes (MWNTs) against Candida albicans biofilms. Interestingly, conjugated nanotubes with AmB (AmB-PEG-MWNTs) presented a significantly enhanced anti-biofilm activity compared to AmB, especially in low concentrations.This study indicates that this novel nano-formulation of AmB might be a promising treatment for various fungal infections.