天津大学吴水林领导的研究团队在智能催化领域取得了重大发现。他们的研究论文题为“仿生巨噬细胞–Fe3O4@PLGA粒子触发智能催化杀死多药耐药大肠杆菌”已发表在《工程》杂志上。
由多重耐药(MDR)革兰氏阴性菌(例如多重耐药大肠杆菌(E.coli))引起的感染给全世界的医疗保健专业人员带来了重大挑战。
缺乏安全的抗生素以及与抗感染疗法相关的高死亡率促使研究人员探索创新的解决方案。天津大学的研究团队受巨噬细胞选择性生物催化特性的启发，开发了一种仿生智能催化方法，该方法有望在不损害正常细胞的情况下对抗多药耐药大肠杆菌感染。
该智能催化系统由两个主要部分组成：作为智能控制中心的活巨噬细胞(MΦ)和作为芬顿反应催化剂的Fe3O4@聚(乳酸-共-乙醇酸)(PLGA)纳米颗粒。
MΦ–Fe3O4@PLGA颗粒也称为智能催化颗粒，通过产生过氧化氢(H2O2)和脂滴(LD)，对MDR大肠杆菌表现出选择性生物催化活性。RNA测序数据分析表明，这一过程激活脂质代谢和聚糖生物合成和代谢途径。
智能催化颗粒产生的H2O2与Fe3O4@PLGA反应形成剧毒的羟基自由基(·OH)，而LD则含有专门针对MDR大肠杆菌的抗菌肽。
•OH与抗菌肽的组合可有效对抗MDR大肠杆菌，体外抗菌效率高达99.29%±0.31%。此外，MΦ–Fe3O4@PLGA颗粒的智能催化功能即使在多次传代后仍保持完整，表明其长期有效性。
仿生智能催化剂的潜力不仅仅局限于治疗耐多药细菌引起的感染。这个概念也有望解决其他疾病。该研究小组的研究结果为利用巨噬细胞和纳米粒子的特性来对抗各种疾病的创新疗法的开发铺平了道路。
《工程》化学、冶金与材料工程学科主编张楠对仿生智能催化的未来表示乐观。
“这项研究证明了MΦ–Fe3O4@PLGA颗粒作为有效且安全的抗菌剂的巨大潜力。PLGA和Fe3O4纳米颗粒已被美国FDA批准用于人类，这一事实进一步增强了前景其临床应用方法。”
尽管该研究呈现出令人兴奋的可能性，但活细胞的临床应用目前受到培养条件的限制。然而，该团队的开创性工作为进一步探索和开发针对多种疾病的仿生智能催化系统奠定了基础。
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