Aplikasi Biomimetic Nanovaccines sebagai Terapi Anti-Bakteri

Read Also

Infeksi bakteri ditandai sebagai penyakit yang mengancam jiwa yang disebabkan oleh bakteri patogen. Untuk melawan penyakit menular ini, antibiotik diperkenalkan pada abad ke-20. Peran antibiotik adalah untuk mengganggu siklus pertumbuhan bakteri dan menekan tingkat reproduksi. Antibiotik dapat mendisinfeksi permukaan dan menghilangkan bakteri dari tubuh. Overexposure antibiotik untuk waktu yang lebih lama menurunkan efektivitas mereka terhadap infeksi. NP dapat melakukan kontak langsung dengan dinding sel bakteri tanpa penetrasi sel, yang menunjukkan efikasi NP sebagai alternatif resistensi antibiotik.

NP biomimetik telah diselidiki lebih sebagai pembawa pengiriman obat alternatif, karena waktu sirkulasi darah yang luar biasa, biokompatibilitas, dan targetabilitas. Membran bakteri merangsang kekebalan bawaan dan adaptif di dalam tubuh manusia karena adanya adjuvant imunogenik dan antigen, yang mengekspresikan banyak pathogens associated with molecular patterns (PAMPs). Oleh karena itu, NP berlapis membran bakteri dianggap sebagai vaksin potensial untuk terapi antibakteri. Weiwei dkk. melaporkan vaksin antibakteri yang menunjukkan respon imun yang efektif terhadap patogen untuk pengobatan Neisseria meningitides. Fungsionalisasi NP Emas (ukuran: 40 nm) dengan vesikel luar dari membran bakteri yang diekstraksi dari E. coli (BM-AuNPs) menunjukkan stabilitas serum yang luar biasa. Pematangan DC yang cepat di kelenjar getah bening dan respons antibodi yang kuat diinduksi melalui vaksinasi BM-AuNPs. BM-AuNPs menghasilkan respons sel T spesifik bakteri dan produksi interferon-gamma (IFN-γ) dan interleukin 17 (IL-17) yang lebih tinggi, yang bertanggung jawab atas respons sel T berbasis Th1 dan Th17 terhadap infeksi bakteri.

Gambar Skema modulasi antibakteri melalui membrane-coated nanoparticles (NPs)

Wang dkk.  telah melaporkan nanovaccine biomimetik anti-virulensi, dirakit dengan lapisan membran sel terhadap infeksi kulit methicillin-resistant staphylococcus aureus (MRSA). PLGA NP yang dilapisi membran sel darah merah bertindak sebagai substrat alami untuk racun pembentuk pori yang dapat menjebak stafilokokus -hemolisin (Hla) pembentuk pori ke permukaan untuk mengurangi infeksi MRSA. Vaksin VLPs dikembangkan dari protein inti virus Hepatitis B dengan kombinasi protein filtrat kultur antigen Mycobacterium tuberculosis 10 (CFP-10) terhadap tuberkulosis (TB). CFP 10 adalah antigen sel T yang menginduksi aktivitas CTL yang kuat dan sekresi IFN-γ, dan telah dilaporkan sebagai vaksin TB yang signifikan. Vaksin biomimetik ini telah mengekspresikan kekebalan antigen spesifik Th1, dan dianggap sebagai vaksin TB yang efektif. Endolisin adalah enzim yang disekresikan bakteriofag yang bertanggung jawab untuk degradasi peptidoglikan yang disajikan di dinding sel bakteri. Pengiriman liposomal endolisin adalah cara yang signifikan untuk mengobati bakteri gram positif. Hal ini dapat mengatasi kelemahan endolisin asli yang tidak mampu menembus membran luar bakteri. Nanopartikel gelatin supramolekul biomimetik berlapis membran RBC yang dimuat dengan vankomisin (Van-SGNPs@RBC) telah dikembangkan untuk pengiriman antibiotik sesuai permintaan. Lapisan membran sel darah merah memberikan penghindaran kekebalan dan memicu akumulasi nanovaksin di tempat yang terinfeksi. Karena lapisan membran RBC di permukaan, nanovaksin Van-SGNPs@RBC dapat menyerap endotoksin bakteri dan mengurangi efek samping terkait endotoksin pada pasien. Sejumlah besar gelatinase disekresikan dari bakteri dalam lingkungan mikro yang menular. Nanovaksin bertanggung jawab untuk menghidrolisis gelatin, dan memicu obat yang dimuat (vankomisin) untuk mengurangi infeksi bakteri. Properti penghindaran kekebalan dari Van-SGNPs@RBC diperiksa dengan memberi label NP dengan Cy5 dan menginkubasinya dalam sel makrofag RAW 264,7. Hasil penelitian menunjukkan bahwa Van-SGNPs@RBC memiliki serapan makrofag yang lebih sedikit dibandingkan dengan Van-SGNPs, yang menunjukkan pengelakan NP Van-SGNPs@RBC oleh sel imun.