磁性ナノ粒子をRNaseで機能化した磁性ナノ粒子を用いた細菌感染症の細胞内感染症対策

Magnetite Nanoparticles Functionalized with RNases against Intracellular Infection of .

• Nathaly Rangel-Muñoz
• Alejandra Suarez-Arnedo
• Raúl Anguita
• Guillem Prats-Ejarque
• Johann F Osma
• Carolina Muñoz-Camargo
• Ester Boix
• Juan C Cruz
• Vivian A Salazar

抄録

細菌感染症に対する現在の治療法は、主に従来の抗生物質に対する耐性の出現に起因する厳しい制限があります。具体的な菌株の場合、ほとんどの抗生物質に対抗するために多くの抵抗性メカニズムを示している。ＲＮａｓｅ Ａスーパーファミリーに属するヒト分泌ＲＮａｓｅは、抗菌活性を含む様々な生物学的機能に関与するタンパク質である。本研究の目的は、RNase 1の高い触媒活性とRNase 3の殺菌活性を併せ持つRNase 3/1ハイブリッドタンパク質の細胞内抗菌作用を探ることであった。これを達成するために、我々はRNase 3/1ハイブリッドをポリエーテルアミン（PEA）修飾マグネタイトナノ粒子（MNP）に固定化した。得られたナノバイオコンジュゲートを、PAO1に感染したマクロファージ由来のTHP-1細胞で試験した。その結果、機能化ハイブリッドタンパク質（MNP-RNase 3/1）の細胞内増殖に対して高い抗菌活性を示した。さらに、RNase 3/1を固定化することで、細胞に大きなダメージを与えることなく、抗菌活性や細胞侵入活性を高めることができた。観察された抗菌活性を考慮すると、RNase Aスーパーファミリーとその派生タンパク質の固定化は、細胞内感染に対抗する抗菌剤を供給するためのナノ粒子を使用した新しい戦略の開発のための革新的なアプローチを表しています。

Current treatments against bacterial infections have severe limitations, mainly due to the emergence of resistance to conventional antibiotics. In the specific case of strains, they have shown a number of resistance mechanisms to counter most antibiotics. Human secretory RNases from the RNase A superfamily are proteins involved in a wide variety of biological functions, including antimicrobial activity. The objective of this work was to explore the intracellular antimicrobial action of an RNase 3/1 hybrid protein that combines RNase 1 high catalytic and RNase 3 bactericidal activities. To achieve this, we immobilized the RNase 3/1 hybrid on Polyetheramine (PEA)-modified magnetite nanoparticles (MNPs). The obtained nanobioconjugates were tested in macrophage-derived THP-1 cells infected with PAO1. The obtained results show high antimicrobial activity of the functionalized hybrid protein (MNP-RNase 3/1) against the intracellular growth of of the functionalized hybrid protein. Moreover, the immobilization of RNase 3/1 enhances its antimicrobial and cell-penetrating activities without generating any significant cell damage. Considering the observed antibacterial activity, the immobilization of the RNase A superfamily and derived proteins represents an innovative approach for the development of new strategies using nanoparticles to deliver antimicrobials that counteract intracellular infection.