Development of recombinant endolysins conjugated with nanoparticles for the treatment of topical bacterial infections

Antimicrobial resistance (AMR) is an alarming crisis and it could cause huge impacts on global health, development, and economy. Studies have estimated that the death toll from AMR could reach 10 million deaths annually by 2050. These data highlight the dire need to tackle this problem in the near f...

Πλήρης περιγραφή

Λεπτομέρειες βιβλιογραφικής εγγραφής
Κύριος συγγραφέας: Al-Waeel, Mansoor
Άλλοι συγγραφείς: Αντιμησιάρη, Σοφία
Μορφή: Thesis
Γλώσσα:English
Έκδοση: 2020
Θέματα:
Διαθέσιμο Online:http://hdl.handle.net/10889/13594
id nemertes-10889-13594
record_format dspace
spelling nemertes-10889-135942022-09-05T20:34:57Z Development of recombinant endolysins conjugated with nanoparticles for the treatment of topical bacterial infections Al-Waeel, Mansoor Αντιμησιάρη, Σοφία Αντιμισιάρη, Σοφία Audrieux, Karine Roques, Caroline Antimicrobial resistance Endolysines Phage therapy Recombinant proteins Αντιμικροβιακή αντίσταση Ενδολυσίνες Θεραπεία φάγων Ανασυνδυασμός πρωτεϊνών Antimicrobial resistance (AMR) is an alarming crisis and it could cause huge impacts on global health, development, and economy. Studies have estimated that the death toll from AMR could reach 10 million deaths annually by 2050. These data highlight the dire need to tackle this problem in the near future especially for the pathogens with multidrug resistance. Phage therapy is based on the capacity of bacteriophages to kill bacteria. For decades it has been used as an alternative to conventional antibiotic therapy in several countries. Endolysins are the lytic enzymes that are used by phages to lyse and exit the infected bacterial cell. Because of unlikely induction of drug resistance and fine strain specificity, endolysins could be the next generation antibiotics to fight multidrug-resistant bacteria. We cloned and expressed recombinant endolysins that could be used in the treatment of gram-negative and gram-positive multidrug-resistant bacterial infections. The proteins were tested for integrity, purity and in vitro biological activity. To design a delivery system that might be suitable for the treatment of skin infections, several polymeric- and lipidic-based nanomaterials were investigated for conjugating and/or encapsulating the lytic enzymes. The developed nanomaterials were characterized for their size and zeta potential as well as for their antibacterial activity. The formulations showing the best results in vitro were selected for further in vivo studies and included in protocols addressing release kinetics and stability. Η αντιμικροβιακή αντίσταση (AMR) αποτελεί μια ανησυχητική κρίση η οποία μπορεί να προκαλέσει τεράστιες επιπτώσεις στην παγκόσμια υγεία, ανάπτυξη και οικονομία. Μελέτες έχουν εκτιμήσει ότι ο απολογισμός των θανάτων από το AMR μπορεί να φθάσει τα 10 εκατομμύρια ετησίως το 2050. Τα δεδομένα αυτά επισημαίνουν την αναγκαιότητα για την αντιμετώπιση του προβλήματος στο άμεσο μέλλον ειδικότερα για τα παθογόνα με αντοχή σε συνδυασμό φαρμάκων. Η θεραπεία φάγων βασίζεται στην δυνατότητα των βακτηριοφάγων να σκοτώνουν βακτήρια. Για δεκαετίες έχει χρησιμοποιηθεί ως εναλλακτική της συμβατικής θεραπείας με αντιβιοτικά σε αρκετές χώρες. Οι ενδολυσίνες είναι ένζυμα λύσης τα οποία χρησιμοποιούνται από τους φάγους για την λύση και θανάτωση των βακτηριακών κυττάρων. Εξαιτίας της ανεπιθύμητης αντίστασης στα φάρμακα και της εξειδίκευσης των στελεχών, οι ενδολυσίνες μπορεί να αποτελέσουν την επόμενη γενεά αντιβιοτικών για την αντιμετώπιση των βακτηρίων που είναι ανθεκτικά σε συνδυασμό φαρμάκων. Κλωνοποιήθηκαν και εκφράσθηκαν ανασυνδυασμένες ενδολυσίνες που χρησιμοποιούνται στην αντιμετώπιση βακτηριακών λοιμώξεων gram-θετικών και gram-αρνητικών βακτηριακών λοιμώξεων ανθεκτικών σε συνδυασμό φαρμάκων. Οι πρωτεϊνες μελετήθηκαν για την ακεραιότητα, την καθαρότητα τους και την βιολογική δραστικότητα. Για τον σχεδιασμό του συστήματος χορήγησης που να είναι κατάλληλο για την θεραπεία δερματικών παθήσεων, μελετήθηκαν ορισμένα νανουλικά βασισμένα σε πολυμερή και λιπίδια για την σύζευξη και/ή τον εγκλωβισμό των λυτικών ενζύμων. Τα νανουλικά αυτά χαρακτηρίσθηκαν ως προς το μέγεθος των, το ζ-δυναμικό και την αντιβακτηριακή ενεργότητα τους. Οι μορφοποιήσεις που έδειξαν τα καλλίτερα αποτελέσματα in-vitro επιλέχθηκαν για περαιτέρω αξιολόγηση σε in-vivo μελέτες και περιελήφθησαν τα πρωτόκολλα για μελέτες αποδέσμευσης και σταθερότητας. 2020-07-13T08:49:51Z 2020-07-13T08:49:51Z 2019-07-08 Thesis http://hdl.handle.net/10889/13594 en 12 application/pdf
institution UPatras
collection Nemertes
language English
topic Antimicrobial resistance
Endolysines
Phage therapy
Recombinant proteins
Αντιμικροβιακή αντίσταση
Ενδολυσίνες
Θεραπεία φάγων
Ανασυνδυασμός πρωτεϊνών
spellingShingle Antimicrobial resistance
Endolysines
Phage therapy
Recombinant proteins
Αντιμικροβιακή αντίσταση
Ενδολυσίνες
Θεραπεία φάγων
Ανασυνδυασμός πρωτεϊνών
Al-Waeel, Mansoor
Development of recombinant endolysins conjugated with nanoparticles for the treatment of topical bacterial infections
description Antimicrobial resistance (AMR) is an alarming crisis and it could cause huge impacts on global health, development, and economy. Studies have estimated that the death toll from AMR could reach 10 million deaths annually by 2050. These data highlight the dire need to tackle this problem in the near future especially for the pathogens with multidrug resistance. Phage therapy is based on the capacity of bacteriophages to kill bacteria. For decades it has been used as an alternative to conventional antibiotic therapy in several countries. Endolysins are the lytic enzymes that are used by phages to lyse and exit the infected bacterial cell. Because of unlikely induction of drug resistance and fine strain specificity, endolysins could be the next generation antibiotics to fight multidrug-resistant bacteria. We cloned and expressed recombinant endolysins that could be used in the treatment of gram-negative and gram-positive multidrug-resistant bacterial infections. The proteins were tested for integrity, purity and in vitro biological activity. To design a delivery system that might be suitable for the treatment of skin infections, several polymeric- and lipidic-based nanomaterials were investigated for conjugating and/or encapsulating the lytic enzymes. The developed nanomaterials were characterized for their size and zeta potential as well as for their antibacterial activity. The formulations showing the best results in vitro were selected for further in vivo studies and included in protocols addressing release kinetics and stability.
author2 Αντιμησιάρη, Σοφία
author_facet Αντιμησιάρη, Σοφία
Al-Waeel, Mansoor
format Thesis
author Al-Waeel, Mansoor
author_sort Al-Waeel, Mansoor
title Development of recombinant endolysins conjugated with nanoparticles for the treatment of topical bacterial infections
title_short Development of recombinant endolysins conjugated with nanoparticles for the treatment of topical bacterial infections
title_full Development of recombinant endolysins conjugated with nanoparticles for the treatment of topical bacterial infections
title_fullStr Development of recombinant endolysins conjugated with nanoparticles for the treatment of topical bacterial infections
title_full_unstemmed Development of recombinant endolysins conjugated with nanoparticles for the treatment of topical bacterial infections
title_sort development of recombinant endolysins conjugated with nanoparticles for the treatment of topical bacterial infections
publishDate 2020
url http://hdl.handle.net/10889/13594
work_keys_str_mv AT alwaeelmansoor developmentofrecombinantendolysinsconjugatedwithnanoparticlesforthetreatmentoftopicalbacterialinfections
_version_ 1771297277167534080