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Treating Multi-Drug-Resistant Bacterial Infections by Functionalized Nano-Bismuth Sulfide through the Synergy of Immunotherapy and Bacteria-Sensitive Phototherapy

过氧亚硝酸盐 细菌 化学 活性氧 抗生素 四环素 微生物学 生物 生物化学 超氧化物 遗传学
作者
Yuan Li,Xiangmei Liu,Zhenduo Cui,Yufeng Zheng,Hui Jiang,Yu Zhang,Yanqin Liang,Zhaoyang Li,Shengli Zhu,Shuilin Wu
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:16 (9): 14860-14873 被引量:41
标识
DOI:10.1021/acsnano.2c05756
摘要

Owing to its flexibility and high treatment efficiency, phototherapy is rapidly emerging for treating bacteria-induced diseases, but how to improve the sensitivity of bacteria to reactive oxygen species (ROS) and heat simultaneously to kill bacteria under mild conditions is still a challenge. Herein, we designed a NIR light catalyst (Bi2S3–S-nitrosothiol–acetylcholine (BSNA)) by transforming •O2– into peroxynitrite in situ, which can enhance the bacterial sensibility to ROS and heat and kill bacteria under a mild temperature. The transformed peroxynitrite in situ possessed a stronger ability to penetrate cell membranes and antioxidant capacity. The BSNA nanoparticles (NPs) inhibited the bacterial glucose metabolic process through down-regulated xerC/xerD expression and disrupted the HSP70/HSP90 secondary structure through nitrifying TYR179. Additionally, the synergistic effect of the designed BSNA and clinical antibiotics increased the antibacterial activity. In the case of tetracycline-class antibiotics, BSNA NPs induced phenolic hydroxyl group structure changes and inhibited the interaction between tetracycline and targeted t-RNA recombinant protein. Besides, BSNA stimulated production of more CD8+ T cells and reduced common complications in peritonitis, which provided immunotherapy activity. The targeted and anti-infective effect of BSNA suggested that we propose a nanotherapeutic strategy to achieve more efficient synergistic therapy under mild temperatures.
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