Вони опублікували свої результати у журналі Nano Research.

"Зловживання антибіотиками призвело до серйозної стійкості бактерій, і в 2019 році близько 1,27 мільйона смертей викликані бактеріальними інфекціями з множинною лікарською стійкістю", - каже співавтор дослідження Ліньлінь Лі, професор Пекінського інституту наноенергетики та наносистем Китайської академії наук.

"Стійкість бактерій є смертельною загрозою для здоров'я людини. Неантибіотичні антибактеріальні технології та антибактеріальні наноагенти зі специфічною каталітичною активністю не тільки виробляють токсичні субстрати для безпосереднього знищення бактерій, включаючи бактерії, стійкі до антибіотиків, але й можуть знизити ризик розвитку у бактерій стійкості до ліків".

За словами Лі, хемодинамічна терапія привернула значну увагу з моменту її розробки у 2016 році як потенційний помічник для лікування раку, інактивації бактерій та лікування інфекційних захворювань. У терапії використовуються наноматеріали, що містять перехідні метали, які реагують з перекисом водню для отримання гідроксильного радикала, який послаблює та вбиває хворі або інфіковані клітини, роблячи їх сприйнятливішими до прямого лікування.

"В результаті реакції утворюється токсичний гідроксильний радикал, який руйнує структуру поверхні клітини та викликає витік її внутрішніх компонентів", - говорить Лі. "Наноагенти каталізують генерацію гідроксильного радикала тільки в місці пухлини або запалених тканин, тому терапія є високоспецифічною для зниження нецільової токсичності. Бактеріальні інфекції також зазвичай супроводжуються змінами мікрооточення, які є сприятливими для хіміодинамічної терапії".

Дослідники поставили за мету підвищити антибактеріальну силу наноагенту, одночасно знизивши токсичність для здорових клітин – ризик, який важко контролювати через інвазивний характер інфекції.

"Позитивно заряджені частини молекул, такі як четвертинні амонієві солі та хітозан, мають властиву їм антибактеріальну дію, адсорбуючись на клітинній стінці бактерій, створюючи ефект резистентності її відсіку та, нарешті, викликаючи загибель бактерій", - говорить Лі. "Метформін - це позитивно заряджений маломолекулярний препарат з протираковою, імуномодулюючою та антибактеріальною дією. Ми припустили, що об'єднання метформіну з наноагентом для хемодинамічної терапії покращить антибактеріальний ефект".

За словами Лі, дослідники перемішали метформін з хлоридом міді для формування нанолистів, поверхня яких була покрита молекулами метформіну, що посилило позитивний заряд наноагенту та посилило антибактеріальний ефект.

Випробування in vitro виявили біосумісну наноплатформу з кращою дисперсністю, ніж наноагент без метформіну, та вищою антибактеріальною активністю.

"Порівняно з попередніми звітами, в яких метформін використовувався тільки як антибактеріальний агент, у наших експериментах був досягнутий чудовий антимікробний ефект при використанні нижчих концентрацій нанолистів з дуже коротким часом дії", - сказав Лі, зазначивши, що вони також вивчають вплив метформіну в інших біомедичних додатках для розробки ефективніших методів лікування.

Для подальшого тестування нанолістів, покритих метформіном, дослідники створили модель стафілококової інфекції у шкірі мишей. Миші були поділені на п'ять груп, кожна з яких одержувала різні види лікування. У групі, яка отримувала нанолісти з метформіном та додатковий перекис водню для подальшого виробництва гідроксильного радикала, спостерігалася найвища швидкість загоєння рани, яка повністю закрилася до 12-го дня лікування.

"Ця робота не тільки розробляє ефективний наноагент для хемодинамічної терапії як альтернативний антибактеріальний засіб для лікування ранових інфекцій шкіри, але й пропонує ідеї щодо пошуку нових застосувань для старих ліків", - сказав Лі.