Staphylococcus aureus implantaat-geassocieerde biofilms: Ontwikkeling van een nieuw nanodeeltjes gebaseerde drug aanlevering systeem

Bacteriële biofilms zijn momenteel een toenemende zorg voor de moderne geneeskunde vanwege de stijgende cijfers van antimicrobiële resistentie en de grote vraag naar implanteerbare medische hulpmiddelen. Wanneer een medisch hulpmiddel het menselijk lichaam binnenkomt, is het vatbaar voor infecties en uiteindelijk voor biofilmvorming door bacteriën op deze hulpmiddelen. De huidige therapie voor de behandeling van bacteriële biofilms is uitsluitend gericht op de toediening van conventionele antibiotica, die zich niet richten op de extracellulaire polymere stoffen (EPS)-matrix. De EPS-matrix is de eerste barrière die antibiotica tegenkomen. Deze structuur beschermt bacteriële cellen in de biofilm door de diffusie van antibiotica in diepere lagen van de structuur te belemmeren. Vandaar dat de huidige therapieën om implantaat-geassocieerde biofilms te behandelen vaak falen, en het verwijderen van het apparaat is vaak vereist. Verschillende bacteriesoorten zijn geassocieerd met biofilms gevormd op implanteerbare medische apparaten, zoals Pseudomonas aeruginosa en Staphylococcus spp. Hiervan worden Staphylococcus aureus-biofilms benadrukt vanwege hun hoge prevalentie en hoge sterfte- en morbiditeitscijfers. In het huidige werk hebben we innovatieve strategieën voorgesteld op basis van de inkapseling van matrixverstorende middelen (N-acetyl-L-cysteïne en caspofungine) en bacteriedodende middelen (moxifloxacine en farnesol) in lipidenanodeeltjes. De nanodeeltjes werden gefunctionaliseerd met ᴅ-aminozuren om ze naar de biofilms te richten en deze te verstoren. De ontwikkelde nanosystemen werden alleen en in combinatie bestudeerd, als een multi-targetstrategie, om zowel de EPS-matrix als de bacteriële cellen in de biofilms te targeten. De formuleringen die in dit proefschrift zijn ontwikkeld, zijn beoordeeld op hun fysische karakterisering, biocompatibiliteit en werkzaamheid tegen de biofilm. In vitro en in vivo studies hebben het potentieel van de ontwikkelde nanosystemen duidelijk gemaakt en zijn dus belangrijk om de huidige therapieën te verbeteren met het oog op het bestrijden van klinisch relevante bacteriële biofilms.