Prospects for the use of nanotechnology in the treatment of bacterial infections


Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Antibiotics of various classes are widely used to treat infections, but antimicrobial therapy is significantly complicated by the resistance of pathogens to these drugs. In addition, the lack of selectivity of the action of antibiotics leads to the occurrence of side effects from various organs and systems. It is possible to increase the effectiveness of antibacterial therapy and reduce adverse side effects by creating nanoscale dosage forms of antibacterial drugs. Nano-sized (colloidal) drug carriers, especially nanoparticles, have unique physicochemical properties that allow them to deliver antibiotics to target cells or organs. The use of nanoscale forms of drugs will help solve the problem of resistance of pathogens to antibiotics.

Full Text

Restricted Access

About the authors

M. B Patsenko

3 Central military clinical hospital named after A. A. Vishnevsky»

Email: patsenko_mb@mail.ru
Krasnogorsk, Moscow region

A. V Esipov

3 Central military clinical hospital named after A. A. Vishnevsky»

Krasnogorsk, Moscow region

V. Yu Balabanyan

FSBEI "Moscow state University named after M. V. Lomonosov»

Moscow

S. E Gelperina

OOO "Technology of drugs»

Khimki, Moscow region

References

  1. Ванчугова Л.В., Максименко О.О., Шипуло Е.В. и др. Разработка наносомальной формы стрептомицина и изучение ее активности на модели септической инфекции мышей // Антибиот. и химиотер. - 2005. - T. 50, № 10-11. - C. 13-19.
  2. Гельперина С.Э., Швец В.И. Системы доставки лекарственных веществ на основе полимерных наночастиц // Биотехнология. - 2009. - Т. 3. - С. 8-13.
  3. Романов А.В., Дехнич А.В., Сухорукова М.В. и др. Антибиотикорезистентность нозокомиальных штаммов Staphylococcus aureus в стационарах России: Результаты многоцентрового эпидемиологического исследования «Марафон» 2013-2014 // Клинич. микробиол. и антимик. химиотерапия. - 2017. - № 1 (1). - С. 57-62.
  4. Скидан И.Н., Гельперина С.Э., Северин С.E., Гуляев A.E. Повышение антибактериальной активности рифампицина в отношении внутриклеточных инфекций с помощью биодеградируемых наночастиц // Антибиот. и химиотер. - 2003. - T. 48, № 1. - C. 23-26.
  5. Сухорукова М.В., Эйдельштейн М.В., Склеенова Е.Ю. и др. Антибиотикорезистентность нозокомиальных штаммов Acinetobacter spp. в стационарах России: Результаты многоцентрового эпидемиологического исследования «Марафон» 2013-2014 // Клинич. микробиол. и антимик. химиотерапия. - 2017. - № 1 (1). - С. 42-48.
  6. Сухорукова М.В., Эйдельштейн М.В., Склеенова Е.Ю. и др. Антибиотикорезистентность нозокомиальных штаммов Enterobacteriaceae в стационарах России: Результаты многоцентрового эпидемиологического исследования «Марафон» 2013-2014 // Клинич. микробиол. и антимик. химиотерапия. - 2017. - № 1 (1). - С. 49-56.
  7. Шипуло Е.В., Любимов И.И., Максименко О.О. и др. Получение и исследование наносомальной формы моксифлоксацина на основе полибутилцианоакрилата // Хим.-фарм. журн. - 2008. - Т. 42. - С. 43-47.
  8. Эйдельштейн М.В., Сухорукова М.В., Склеенова Е.Ю. и др. Антибиотикорезистентность нозокомиальных штаммов Pseudomonas aeruginosa в стационарах России: Результаты многоцентрового эпидемиологического исследования «Марафон» 2013-2014 // Клин. микробиол. и антимик. химиотерапия. - 2017. - № 1 (1). - С. 37-41.
  9. Adler-Moore J., Proffitt R.T. AmBisome: liposomal formulation, structure, mechanism of action and pre-clinical experience // J. Antimicrob. Chemother. - 2002.- N 49. - Suppl 1. - P. 21-30.
  10. Alipour M., Halwani M., Omri A., Suntres Z.E. Antimicrobial effectiveness of liposomal polymyxin B against resistant Gramnegative bacterial strains // Int. J. Pharm. - 2008. - N 355. - P. 293- 298.
  11. Bakker-Woudenberg I.A. Delivery of antimicrobials to infected tissue macrophages // Adv. Drug Deliv. Rev. - 1995. - N 17. - P. 5-20.
  12. Cheow W.S., Chang M.W., Hadinoto K. Antibacterial efficacy of inhalable levofloxacin-loaded polymeric nanoparticles against E. coli biofilm cells: the effect of antibiotic release profile // Pharm. Res. - 2010. - N 27. - P. 1597-1609.
  13. Cheow W.S., Hadinoto K. Enhancing encapsulation efficiency of highly water-soluble antibiotic in poly(lactic-co-glycolic acid) nanoparticles: Modifications of standard nanoparticle preparation methods // Colloid Surf A. - 2010. - N 370. - P. 79-86.
  14. Davis M.E., Chen Z.G., Shin D.M. Nanoparticle therapeutics: an emerging treatment modality for cancer // Nat. Rev. Drug Discov. - 2008. - N 7. - P. 771-782.
  15. Espuelas M.S., Legrand P., Loiseau P.M. et al. In vitro antileishmanial activity of amphotericin B loaded in poly(epsilon-caprolactone) nanospheres // J. Drug Target. - 2002. - N 10. - P. 593-599.
  16. Fischbach M.A., Walsh C.T. Antibiotics for emerging pathogens // Science. - 2009. - N 325. - P. 1089-1093.
  17. Flannagan R.S., Cosнo G., Grinstein S. Antimicrobial mechanisms of phagocytes and bacterial evasion strategies // Nature Rev. Microbiol. - 2009. - N 7. - P. 355-366.
  18. Jain D., Banerjee R. Comparison of ciprofloxacin hydrochlorideloaded protein, lipid, and chitosan nanoparticles for drug delivery // J. Biomed. Mater. Res. - 2008. - N 86. - 105-112.
  19. Kisich K.O., Gelperina S., Higgins M.P. et al. Encapsulation of moxifloxacin within poly (butyl cyanoacrylate) nanoparticles enhances efficacy against intracellular Mycobacterium tuberculosis // Int. J. Pharm. - 2007. - Vol. 345, N 1-2. - P. 154-162.
  20. Ma M., Cheng Y., Xu Z. et al. Evaluation of polyamidoamine (PAMAM) dendrimers as drug carriers of anti-bacterial drugs using sulfamethoxazole (SMZ) as a model drug // Eur. J. Med. Chem. - 2007. - N 42. - P. 93-98.
  21. Malinovskaya Y., Melnikov P., Baklaushev V. Delivery of doxorubicin-loaded nanoparticles into U 87 human glioblastomacells // Int. Journal of Pharmaceutics. - 2017. - N 524. - P. 77-90.
  22. Meyers J.D., Doane T., Burda C., Basilion J.P. Nanoparticles for Imaging and Treating Brain Cancer // Nanomedicine. - 2013. - N 8 (1). - P. 123-143.
  23. Mignani S., El Kazzouli S., Bousmina M., Majoral J.P. Expand classical drug administration ways by emerging routes using dendrimer drug delivery systems: A concise overview // Adv. Drug Deliv. Rev. // 2013. - N 65 (10). - P. 1316-1330.
  24. Mugabe C., Halwani M., Azghani A.O. et al. Mechanism of enhanced activity of liposome-entrapped aminoglycosides against resistant strains of Pseudomonas aeruginosa // Antimicrob. Agents Chemother. - 2006. - N 50. - P. 2016-2022.
  25. Nandakumar V. et al. High glycolic poly (DL lactic co glycolic acid) nanoparticles for controlled release of meropenem // Biomedicine & Pharmacotherapy. - 2013. - Vol. 67, N 5. - P. 431-436.
  26. Peer D., Karp J.M., Hong S. et al. Nanocarriers as an emerging platform for cancer therapy // Nat. Nanotechnol. - 2007. - N 2. - P. 751-760.
  27. Shaker M.A., Shaaban M.I. Formulation of carbapenems loaded gold nanoparticles to combat multi-antibiotic bacterial resistance: In vitro antibacterial study // Internat. J. of Pharmac. - 2017. - Vol. 525, N 1. - P. 71-84.
  28. Souto E.B., Muller R.H. Lipid nanoparticles: effect on bioavailability and pharmacokinetic changes // Handb. Exp. Pharmacol. - 2010. - (197):115-41. doi: 10.1007/978-3-642-00477-3_4.
  29. Walsh T.J., Goodman J.L., Pappas P. et al. Safety, tolerance, and pharmacokinetics of high-dose liposomal amphotericin B (AmBisome) in patients infected with Aspergillus species and other filamentous fungi: Maximum tolerated dose study // Antimicrob. Agents Chemother. - 2001. - N 45. - P. 3487-3496.
  30. Wohlfart S., Gelperina S., Kreuter J. Transport of drugs across the blood-brain barrier by nanoparticles // J. Controlled Release. - 2012. - N 161. - P. 264-273.
  31. Zhang L., Pornpattananangku D., Hu C.M., Huang C.M. Development of nanoparticles for antimicrobial drug delivery // Curr. Med. Chem. - 2010. - Vol. 17, N 6. - P. 585-594.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2019 Patsenko M.B., Esipov A.V., Balabanyan V.Y., Gelperina S.E.


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: № 01975 от 30.12.1992.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies