Adv. Mater：光热纳米酶微针贴片通过铁驱动的Janus离子疗法对抗难治性细菌生物膜感染

柚子

2022-12-01

具有高耐药性和耐热性的细菌生物膜感染(BBIs)难以被有效消除。铁是细菌生长和代谢所必需的，因此细菌会从周围的细胞中积累铁来维持生物膜的形成和生存。而生物膜微环境(BME)中的铁缺乏也会导致先天免疫细胞的功能衰竭。有鉴于此，中科大朱晨教授、方诗元教授、上海交通大学张先龙教授和Jiaxing Wang提出了一种铁驱动Janus离子治疗(IJIT)抗生物膜新策略，并将其用于调节细菌生物膜和免疫细胞的铁代谢。

本文要点：

（1）实验通过在氧化石墨烯纳米片上生长Fe₃O₄纳米颗粒，然后将其封装在甲基丙烯酸透明质酸针尖中而合成了一种对BME响应的光热微针贴片(FGO@MN)。在BME中，FGO@MN催化产生的·OH会破坏细菌热休克蛋白，使得生物膜对热更加敏感。研究表明，协同的温和光热治疗会触发细菌对铁的吸收，实现内铁过载，并进一步诱导其发生类似于铁死亡形式的死亡。

（2）此外，BME周围铁滋养的中性粒细胞也会被重新激活，使其被抑制的抗生物膜功能得到恢复。实验结果表明，将热应激引发的铁干扰和铁滋养的免疫再激活进行结合的策略可以消除95%以上的BBIS。体内实验也证实了IJIT能够在15天后清除难治性BBI，由此表明IJIT具有非常广阔的临床应用前景。

Wanbo Zhu. et al. Photothermal Nanozyme-Based Microneedle Patch against Refractory Bacterial Biofilm Infection via Iron-Actuated Janus Ion Therapy. Advanced Materials. 2022

DOI: 10.1002/adma.202207961

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202207961