6 - 甲氧基 - 1H - 吲哚 - 2 - 羧酸纳米海绵水凝胶：抗真菌新星的体外及临床前评估

《Microbial Cell Factories》：In vitro and preclinical evaluation of the antifungal activity of 6-methoxy-1 H-indole-2-carboxylic acid produced by Bacillus toyonensis strain OQ071612 formulated as nanosponge hydrogel

在真菌耐药性日益严峻的当下，研究人员开展了以 Bacillus toyonensis 菌株 OQ071612 产生的 6 - 甲氧基 - 1H - 吲哚 - 2 - 羧酸（MICA）制备纳米海绵水凝胶（NS-HG）并评估其抗真菌活性的研究。结果显示该水凝胶抗真菌效果佳，有望用于浅表真菌感染治疗。

　　在当今医疗领域，真菌性感染正逐渐成为一个棘手的难题。随着免疫抑制疗法的广泛应用以及各类传染病的出现，真菌性感染的发病率和严重程度都在急剧上升。目前临床使用的抗真菌药物，无论是系统性的唑类、棘白菌素类、多烯类，还是局部使用的同类药物，都存在诸多问题。比如，它们的抗菌谱有限，真菌容易产生耐药性，而且药物的毒性、药代动力学不理想，药物之间还可能发生相互作用，生物利用度也不高。这些问题严重影响了真菌感染的治疗效果，导致患者病程延长，死亡率增加。与此同时，新冠疫情的爆发更是让免疫缺陷患者的真菌感染管理雪上加霜，使得原本就严峻的形势变得更加复杂。在这样的背景下，开发新型抗真菌药物及剂型迫在眉睫。

来自埃及 Ahram Canadian University 和 Ain Shams University 的研究人员针对这一难题展开了深入研究。他们从 Bacillus toyonensis 菌株 OQ071612 中提取出 6 - 甲氧基 - 1H - 吲哚 - 2 - 羧酸（MICA），并将其制备成纳米海绵水凝胶（NS-HG），随后对该水凝胶进行体外和临床前评估，以探究其在局部治疗真菌感染方面的潜力。该研究成果发表在《Microbial Cell Factories》上，为真菌感染的治疗带来了新的希望。

在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先，采用 Box-Behnken 设计（BBD）优化 MICA 纳米海绵（NS）的制备工艺，确定了最佳制备条件。接着，利用动态光散射（DLS）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、差示扫描量热法（DSC）等技术对制备的 MICA-NS 进行全面表征。此外，构建大鼠热损伤感染模型，结合组织学分析、ELISA 等方法，评估 MICA-NS-HG 的体内抗真菌活性、伤口愈合能力及对炎症因子的影响 。

研究结果如下：

1. MICA-NS 的优化与表征：通过 BBD 优化得到最佳制备条件，在此条件下制备的 MICA-NS 平均粒径为 378.33±4.5nm，多分散指数（PDI）为 0.15±0.3，zeta 电位为 -17.8±0.15mV，包封率达 91.8±0.44%，载药率为 89.32%±0.12%。SEM 图像显示其具有多孔表面和纳米级球形结构，FTIR 和 DSC 分析表明 MICA 成功包裹在 NS 中且结晶度降低。
2. MICA-NS-HG 的制备与特性：筛选出 Carbopol 940 作为最佳凝胶剂制备 MICA-NS-HG，该水凝胶 pH 为 6.42±0.28，具有良好的铺展性（5.93±0.41cm）、挤出性（1.25±0.40g/s）和溶胀性（溶胀指数 361.8±0.22%），药物含量为 91.42±0.56%，表明药物在水凝胶中分布均匀。
3. 体外释放与稳定性：体外释放实验表明，MICA-NS-HG 呈现先快速释放后持续释放的模式，Higuchi 模型能很好地拟合其释放曲线（R2=0.9596），药物释放机制为非 Fickian 扩散（扩散指数 n=0.501）。光降解和稳定性研究显示，该水凝胶在光照和不同储存条件下稳定性良好。
4. 体外抗真菌与细胞毒性：体外抗真菌实验中，MICA-NS-HG 对白色念珠菌（C. albicans）的抗真菌活性比阳性对照氟康唑更强，抑菌圈直径分别为 26.4±0.5mm 和 24.4±0.2mm。细胞毒性实验表明，MICA-NS 的 IC₅₀值为 312.2μg/mL，高于氟康唑的 287.8μg/mL，说明其细胞毒性相对较低。
5. 体内研究：在大鼠热损伤感染模型中，MICA-NS-HG 治疗组的生存率显著提高，与部分对照组相比差异显著。伤口大小测量结果显示，该组伤口收缩率在第 14 天达到 76%，远高于部分阳性对照组。皮肤刺激实验表明该水凝胶对皮肤无刺激。组织病理学检查发现，治疗组皮肤愈合情况良好，胶原纤维沉积增加。此外，MICA-NS-HG 治疗组的血管内皮生长因子（VEGF）水平显著升高，促炎细胞因子如 COX-2、TNF-α、NF-κB-p105、IL-6 和 IL-1β 水平显著降低，表明其能促进血管生成，抑制炎症反应。

综上所述，研究人员成功将 MICA 制备成优化的纳米海绵水凝胶。该水凝胶具备良好的物理化学性质、抗真菌活性和伤口愈合能力，能有效抑制炎症反应，促进血管生成。这一研究成果为浅表真菌感染的治疗提供了一种极具潜力的新型局部用药剂型。不过，目前该研究仅处于临床前和体外评估阶段，后续还需开展人体临床试验，进一步验证其安全性和有效性，以推动其临床应用，为广大真菌感染患者带来新的治疗选择。