COVID-19的大流行更深刻地表明，我們的社會需要開發(fā)新的治療策略來對抗傳染病，不僅是針對目前已知的疾病，因為常見的抗生素和藥物似乎并不完全有效，而且要針對出現(xiàn)的新威脅。
耐抗生素和新病毒的傳播嚴(yán)重影響人類健康，使用納米技術(shù)，特別是采用樹枝狀大分子和樹枝狀材料成為有希望的策略。該類分子和材料多功能、多價鍵、可按需設(shè)計以有效對抗多種傳染疾病。本篇文章主要介紹了樹狀材料在對抗傳染疾病中的材料設(shè)計和近期應(yīng)用亮點，為戰(zhàn)勝病毒、細(xì)菌、真菌、寄生蟲等提供了廣泛的總結(jié)。
Heredero-Bermejo等人評估了不同的陽離子碳硅烷樹枝狀分子對造成眼部角膜炎的病原體—棘阿米巴原蟲的抗阿米巴性質(zhì)。掃描和透射電子顯微鏡測試證實了細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)和脂質(zhì)的顯著變化，以及隨后對滋養(yǎng)體和囊腫死亡的影響。該工作證實了碳硅烷樹枝狀大分子作為一種有前途的治療角膜炎藥物的作用。
SanzdelOlmo等人設(shè)計了新型多酚碳硅烷樹枝狀大分子，并用阿魏酸、咖啡酸、沒食子酸進行了改性。由分光光度法和電化學(xué)測試結(jié)果證明，由于具有多酚結(jié)構(gòu)，其抗氧化活性高于游離多酚，樹枝狀分子的代數(shù)和酸的性質(zhì)顯著影響其抗氧化以及抗菌性質(zhì)，該研究表明了樹枝狀分子在化妝品領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。
Zhang等人報道了一種用PROXY自由基功能化的高水溶性低聚乙二醇樹枝狀大分子，并將其用于磁共振成像的無金屬順磁對比試劑。研究發(fā)現(xiàn)，用20個PROXYL改性的第一代樹枝狀分子，其r1松弛值為3.4nM-1s-1，與臨床使用的釓-二乙烯三胺五乙酸（Gd-DTPA）相似，但沒有釓留在體內(nèi)而造成的毒性危險。該研究表明了自由基改性的樹枝狀大分子在傳染病診斷和隨訪工作中的應(yīng)用潛力。
Vossen等人用甘露糖改性聚乙二醇化的樹枝化聚甘油，并探索了其作為納米載體靶向利什曼寄生蟲宿主巨噬細(xì)胞的能力。研究表明，這些納米載體通過不同的通路被內(nèi)吞，與寄生蟲共定位于吞噬酶體，并選擇性的在酸性pH條件下遞送兩性霉素。因為這些納米載體可被寄生蟲感染的巨噬細(xì)胞吸收，它們具有作為治療利什曼病的藥物遞送載體的前景。
Heredero-Bermejo等人篩選了一系列針對白素念珠菌生物膜的陽離子碳硅烷樹枝狀分子。其中BDSQ024對生物膜的形成以及消除已存在的生物膜具有良好的活性（16mg/L），可嚴(yán)重破壞真菌細(xì)胞。更重要的是，發(fā)現(xiàn)其與常見抗真菌藥有協(xié)同作用：加入樹枝狀分子BDSQ024（無毒濃度，4mg/L），兩性霉素（0.06mg/L）和卡泊芬凈（0.007mg/L）藥物使用濃度明顯降低。這項研究說明，樹枝狀大分子與抗真菌藥物結(jié)合是一種有效的方法以對抗念珠菌，減少生物膜的形成和耐藥性。
Rodríguez-Prieto等人研究了含銀（I）N-雜環(huán)碳烯及其前體的不同碳硅烷的抗菌活性。研究了各種因素，如拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、代數(shù)、疏水性和銀離子等的影響，證實了親脂親水平衡的關(guān)鍵作用。深入的研究揭示了其在枯草芽孢桿菌中將細(xì)胞膜作為主要靶點的作用模式。該工作突出了陽離子咪唑鹽樹枝狀大分子或Ag(I)HNC類金屬樹枝狀大分子在對抗細(xì)菌感染方面的作用。
SanAnselmo等人設(shè)計了四種不同的兩親性Janus樹枝狀大分子，這些大分子以2,2’-二羥甲基丙酸（bis-MPA）、2,2’-二甘酰氧基丙酸（bis-GMPA）為支架外圍有親水或親脂基團。這些樹枝狀分子在水中形成球形或圓柱形膠束，其臨界聚集濃度在10-5M量級。該納米載體提高了被包埋的亞嘌呤酸和替曲醇（兩種生物活性的C型肝炎病毒NS3蛋白酶變構(gòu)抑制劑）的水溶性和抗病毒活性，證實了樹枝狀納米載體在治療病毒感染方面的潛力。
Fan等人設(shè)計了基于陽離子bis-MPA樹枝狀大分子聚酯和羧化纖維素納米纖維自組裝的抗菌水凝膠（CNFs）。通過高效氟促進的酯化（FPE）反應(yīng)合成了bis-MPA樹枝狀大分子，隨后與CNFs進一步反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)由樹枝狀大分子G3、G4形成的水凝膠對革蘭氏陽性和陰性菌的殺傷效果為100%。此外它們表現(xiàn)出對細(xì)胞高度的生物相容性。這是由于CNFs減緩了有毒陽離子樹枝狀大分子的釋放，雜化樹枝狀水凝膠因此成為治療細(xì)菌感染的有前途的抗菌材料。
Ortega等人概述了樹枝狀大分子和樹狀材料在高度流行傳染病的治療、預(yù)防和診斷中的應(yīng)用以及它們與傳統(tǒng)方法相比較的優(yōu)勢。介紹了樹枝狀大分子本身作為抗微生物試劑、作為抗微生物藥物的納米載體以及它們在基因轉(zhuǎn)染、疫苗或成像分析中心作為造影劑的用途。
Falanga等人專注研究了抗菌、抗病毒和細(xì)胞穿膜肽的樹狀分子納米平臺作為較強廣普制劑的影響，提及了由樹枝狀大分子改性的抗菌肽的主要概念，旨在促進其臨床轉(zhuǎn)化。
Folliero等人描述了樹枝狀大分子在治療、預(yù)防和診斷寄生蟲感染方面的作用，包括瘧疾、利什曼病、血吸蟲病、弓形蟲病和棘阿米巴病。盡管這個領(lǐng)域還處于起步階段，但可以預(yù)見其未來的發(fā)展有著巨大的潛力。
Mignani等人報道了關(guān)于使用生物相容的樹枝狀大分子對抗SARS-CoV-2病毒感染的綜述。其可作為納米載體、作為藥物本身以及診斷工具。雖然臨床的例子很少，但樹枝狀大分子為治療COVID-19疾病提供了可能。
以上涉及的文章將幫助研究人員了解該科學(xué)領(lǐng)域的最新進展，為開發(fā)對抗微生物疾病創(chuàng)立新方法。
文獻來源：Francisco Javier de La Mata*, Paula Ortega, Sandra García-Gallego. Pharmaceutics 2022, 14, 154.
