薬剤耐性菌を数時間で破壊する新ナノゲル技術(New nanogel technology destroys drug-resistant bacteria in hours)

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2025-11-19 スウォンジー大学

Swansea Universityの研究チームは、薬剤耐性菌、特にPseudomonas aeruginosaに対して有効な革新的ナノゲル技術を開発しました。ポリマーを交差結合して形成された柔軟なナノゲル粒子に、ガラクトースおよびフコースの糖残基が添加され、さらに抗菌ペプチドを組み込んだ「ヘテロマルチバレント・ナノゲル」となっています。この糖残基が細菌表面の特定タンパク質に結合し、ナノゲルが狙った細菌に迅速に結びつきます。結合後、抗菌ペプチドが菌細胞膜を破壊し、健康な細胞を傷つけることなく短時間で細菌を死滅させます。実験では、浮遊状態のP. aeruginosaを99.99 %以上、またバイオフィルム形成菌株を12時間以内に99.9 %以上不活化させる成果が得られました。さらにEscherichia coliやMRSA(メチシリン耐性黄色ブドウ球菌)などの多剤耐性菌にも強い抗菌効果を示しています。本技術は、バイオフィルム関連感染症や多剤耐性菌感染症という現代医療が直面する大きな課題に対し、糖化ポリマー系ナノゲルを用いた新たな治療戦略を提示するものです。

Medical illustration of Clostridioides difficile bacteria, formerly known as Clostridium difficile. Medical Illustrator: Jennifer Oosthuizen. Credit: CDC on Unsplash.<関連情報>

緑膿菌に対する強力な阻害剤としてのヘテロ多価ナノゲル Heteromultivalent Nanogels as Highly Potent Inhibitors of Pseudomonas Aeruginosa

Yuhang Jiang, Dr. Chuanxiong Nie, Boyu Zheng, Dr. Vinod Khatri, Denis Puccio, Yanping Long, Dr. Mathias Dimde, Prof. Dr. Rainer Haag, Dr. Sumati Bhatia
Angewandte Chemie International Edition  Published: 11 November 2025
DOI:https://doi.org/10.1002/anie.202513121

Graphical Abstract

A heteromultivalent polyglycerol nanogel system integrates fucose/galactose and short-chain antibacterial peptides to achieve strong bactericidal and anti-biofilm effects at low concentration by efficient multivalent binding with bacterial lectins.

Description unavailable

Abstract

The increasing prevalence of microbial resistance requires new antibacterial concepts for selective targeting and killing of pathogenic bacteria. Here, we report the synthesis of a heteromultivalent nanogel system against Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa). These nanogels are based on biocompatible polyglycerols and functionalized with sugar ligands fucose (Fuc) or galactose (Gal) for P. aeruginosa targeting. With a further modification of these nanogels with BMAP-18 short chain peptides (GRFKRFRKKFKKLFKKLS), we have achieved > 99.99% inactivation of planktonic and > 99.9% inactivation of biofilm-coated P. aeruginosa within 12 h of treatment. Additionally, the system demonstrates broad-spectrum antimicrobial potential, effectively inhibiting Escherichia coli (E. coli) and Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA). This modular design offers a promising strategy for the development of next-generation antimicrobial therapies targeting biofilm-associated infections and MDR bacteria.

医療・健康
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