Choroby zakaźne Koty Psy

Medycyna przyszłości – nanoantybiotyki i nanoszczepionki w chorobach psów i kotów

09/04/2025

Nanomateriały są też wykorzystywane jako bardzo dobre adiuwanty szczepionek. Badania przedkliniczne wykazały, że szczepionki na nanonośniku fosforanu wapnia o średnicy cząsteczek < 1,2 µm dają lepszy efekt niż znane szczepionki adiuwantowe (13). Nanoadiuwanty w postaci kuleczek, wykorzystywane w produkcji przeciwwirusowych szczepionek weterynaryjnych, silnie indukują odpowiedź komórkową (16). Już na początku XXI wieku badano użycie Eudragit L30 D-55 – mikrosfer zawierających antygen Mycoplasma hyopneumoniae. Nanomateriały odpowiadające strukturalnie kapsydowi wirusów służą jako nośnik antygenów drobnoustrojów. Taka nanoszczepionka z nietoksycznych podjednostek toksyny cholery, biotyny i streptowidyny indukuje wysoki poziom przeciwciał w klasie IgG1, przeciwciała sekrecyjne w klasie IgA i odpowiedź komórkową. Zadowalające rezultaty dają nanoszczepionki w niektórych typach nowotworów (5). Cząsteczki przypominające wirusy o wymiarze 20-800 nm i strukturze kwasu nukleinowego indukują silną odpowiedź immunologiczną bez wywołania zakażenia (14).

Przeciwnowotworowe nanoszczepionki prezentują antygeny nowotworowe łącznie z sygnałami stymulującymi bezpośrednio limfocyty T lub za pośrednictwem komórek dendrytycznych prezentujących antygen indukują swoistą przeciwnowotworową odpowiedź immunologiczną, minimalizują możliwość rozwoju autoimmunologicznych odczynów, współdziałają z radioterapią. W tym celu wykorzystuje się syntetyczne liposomy i nieorganiczne nanomateriały, częściowo syntetyczne materiały, takie jak nanocząsteczki wirusopodobne i endogenne białka, oraz biogeniczne nanonośniki antygenów nowotworowych (23).

Ryc. 1 – vchal/gettyimages.com, ryc. 2 – Love Employee/gettyimages.com

SUMMARY

Medicine of the future – nanoantibiotics and nanovaccines for the treatment of dogs and cats

Infectious diseases, multiple drug resistance and adverse side effects of antimicrobials rank among the biggest health challenges worldwide. Recently, several classes of antimicrobial nanoparticles and nanosized carriers for antibiotics delivery have proven their effectiveness for antibiotics resistant. Nanoantibiotics are retained much longer in the body and microbial pathogens are not able to develop resistance to various nanoantibiotics. Nanotechnology-based vaccine delivery systems enhance the immunogenicity of a vaccine antigen by modulating antigen delivery to the immune cells. Careful manipulation of nanoparticle parameters and conscious design choices can significantly improve potency compared with traditional vaccine delivery systems. Nanoantibiotics and nanovaccines will usher in a new era in the prevention and control of infections in cats and dogs.

Key words: nanomaterials, nanovaccines, nanoantibiotic, cat, dog

PIŚMIENNICTWO

1. Allaker R.P., Ren G.: Potential impact of nanotechnology on the control of infectious disease. Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg., 2008, 102, 1-2.

2. Almeida A.J., Souto E.: Solid lipid nanoparticles as drug delivery system for peptides and proteins. Adv. Drug. Deliv. Rev., 2007, 59, 478-490.

3. Dobrovolskaia M.A., Shurin M., Shvedova A.A.: Current understanding of interactions between nanoparticles and the immune system. Toxicol. Appl. Pharmacol., 2016, 299, 78-89.

4. El Sayed A., Kamel M.: Advanced applications of nanotechnology in veterinary medicine. Environ. Sci. Poll. Res., 2020, 27, doi:10.1007/s11356-018-3913-y

5. Garcea R.L., Gissmann L.: Virus-like particles as vaccines and vessels for the delivery of small molecules. Curr. Opin. Biotechnol., 2004, 15, 513-517.

6. Gliński Z., Majer-Dziedzic B.: Nanobiomateriały w medycynie i weterynarii. Życie Wet., 2017, 92, 163-165.

7. Huh A.J., Kwon Y.J.: Nanoantibiotics: A new paradigm for treating infectious diseases using nanomaterials in the antibiotic resistant era. J. Contr. Release, 2011, 156, 128-145.

8. Khurana C., Chudasama B.: Nanoantibiotics: strategic assets in the fight against drug-resistant superbugs. Int. J. Nanomedicine, 2018, 13, 3-6.

9. Kim M.G., Park J.Y., Shon Y., Kim G., Shim G., Oh Y.K.: Nanotechnology and vaccine development. Asian J. Pharm. Sci., 2014, 9, 227-235.

10. Mohantya N., Palaib T., Prustyc B., Mohapatrad J.: An overview of nanomedicine in veterinary science. Vet. Res., 2014, 2, 90-95.

11. Moritz M., Geszke-Moritz M.: Zastosowanie nanomateriałów w naukach medycznych. Chemik, 2012, 66, 219-226.

12. Moyer T.J., Zmolek A.C., Irvine D.J.: Beyond antigens and adjuvants: formulating future vaccines. J. Clin. Invest., 2016, 126, 799-808.

13. Peek L.J., Middaugh C.R., Berkland C.: Nanotechnology in vaccine delivery. Adv. Drug. Deliv. Rev., 2008, 22, 915-928.

14. Pushko P., Pumpens P., Grens E.: Development of virus-like particle technology from small highly symmetric to large complex virus-like particle structures. Intervirology, 2013, 56, 141-165.

15. Ren G., Hu D., Cheng E.W., Vargas-Reus M.A., Reip P., Allaker R.P.: Characterization of copper oxide nanoparticles for antimicrobial applications. Int. J. Antimicrob. Agents, 2009, 33, 587-590.

16. Scheerlinck J.P.Y., Greenwood D.L.V.: Particulate delivery systems for animal vaccines. Methods, 2006, 40, 118-124.

17. Scheinberg D.A., McDevitt M.R., Dao T., Mulvey J.J., Feinberg E., Alidori S.: Carbon nanotubes as vaccine scaffolds. Adv. Drug. Deliv. Rev., 2013, 65, 2016-2022.

18. Singh M., Chakrapani A., O’Hagan D.: Nanoparticles and microparticles as vaccine-delivery systems. Expert Rev. Vaccines, 2007, 6, 797-808.

19. Torres-Sangiao E., Holban A.M., Gestal M.C.: Advanced nanobiomaterials: vaccines, diagnosis and treatment of infectious diseases. Molecules, 2016, 21, 867-871.

20. Venkatesan J., Kim S.K.: Nanohydroxyapatite composite biomaterials for bone tissue engineering. J. Biomed. Nanotechnol., 2014, 10, 3124-3140.

21. Youssef F.S., El-Banna H.A., Elzorba H.Y., Galal A.M.: Application of some nanoparticles in the field of veterinary medicine. Int. J. Vet. Sci. Med., 2019, 7, 78-93.

22. Zhang L., Pornpattananangkul D., Hu C.M., Huang C.M.: Development of nanoparticles for antimicrobial drug delivery. Curr. Med. Chem., 2010, 17, 585-594.

23. Zhang Y., Lin S., Wang X.Y., Zhu G.: Nanovaccines for cancer immunotherapy. Nanomed. Nanobiotechnol, 2019. https://doi.org/10.1002/wnan.1559