Projektbeschreibung
Glykanbasierte Nanosonden für den Transport von Antibiotika in Bakterien
Zelloberflächenkohlenhydraten kommt bei der bakteriellen Adhäsion eine Schlüsselrolle zu. Diese Interaktionen sind durch hohe Spezifität und schwache Affinität zu ihren Kohlenhydratliganden gekennzeichnet. Dies wird durch den Wirt kompensiert, der die Kohlenhydratliganden auf multivalente Weise oder als Cluster auf der Zell- oder Mukosaoberfläche präsentiert. Ein Disaccharid kann als Träger auf bifunktionalisierten fluoreszierenden Nanopartikeln agieren und so den intrazellulären Transport anderer nicht zellgängiger Glykaneinheiten unterstützen. So kann der endosomale/lysosomale Abbauweg umgangen werden. Kürzlich entwickelte wasserlösliche ungiftige fluoreszierende kohlenstoffbasierte Nanomaterialien haben sich als geeignet erwiesen, um sowohl gramnegative als auch grampositive Bakterien zu markieren. Ziel des EU-finanzierten Projekts BioNanoProbes ist, eine neue Klasse glykanbasierter Nanosonden für die Markierung und den Transport von Antibiotika in Bakterien zu entwickeln.
Ziel
Methods for specific recognition and targeting of bacteria are of key importance in developing approaches to counter the growth of antimicrobial resistance (AMR). Cell surface carbohydrates play key roles in cell recognition mechanisms and bacterial adhesion. These key interactions typically exhibit high specificity and weak affinities toward their carbohydrate ligand. This low affinity is compensated in nature by the architecture of the protein, the host presenting the carbohydrate ligands in a multivalent manner or as clusters on the cell or mucosal surface. Glyco-nanomaterials offer the possibility of attaching several different molecules to the same nanoparticle while controlling the relative densities of these ligands. Recently, the Galan group demonstrated that a simple disaccharide, such as lactose can act as a “Trojan horse” on bi-functionalized fluorescent nanopartiples (CdSe QDs) to help intracellular delivery of other non-internalizable glycan moieties and largely avoid the endosomal/lysosomal degradative pathway. Following this, the group has developed a new class of water-soluble, non-toxic fluorescent carbon-based nanomaterials which are easily accessible from cheap carbohydrate starting materials and more excitingly, preliminary data have shown that these new carbon nanodots are able to label both Gram-negative and Gram-positive bacteria. Based on these exciting results, the aim of this project is to develop a new class of glycan-based nanoprobes for labelling and delivery of antibiotics into bacteria. The glycan-based nano pro-drugs will be evaluated in bacterial binding and killing assays and screened for selective labelling and drug release using confocal microscopy and TEM. This is a multidisciplinary project involving synthetic organic and materials chemistry, glycobiology and microbiology.
Wissenschaftliches Gebiet
- natural sciencesbiological sciencesmicrobiologybacteriology
- natural sciencesbiological sciencesbiochemistrybiomoleculesproteins
- natural sciencesbiological sciencesbiochemistrybiomoleculescarbohydrates
- natural sciencesphysical sciencesopticsmicroscopyconfocal microscopy
- medical and health sciencesbasic medicinepharmacology and pharmacydrug resistanceantibiotic resistance
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordinator
BS8 1QU Bristol
Vereinigtes Königreich