يقدم نظام Nanorobotic خيارات جديدة لاستهداف العدوى الفطرية

يقدم نظام Nanorobotic خيارات جديدة لاستهداف العدوى الفطرية

الطابع الزمني: 26 مايو 2023 ، 2:01 مساءً
عقدة المصدر: 2680882
26 مايو 2023 (أخبار Nanowerk) الالتهابات الناجمة عن الفطريات مثل المبيضات البيضتشكل خطراً كبيراً على الصحة العالمية بسبب مقاومتها للعلاجات الموجودة، لدرجة أن منظمة الصحة العالمية سلطت الضوء على هذا كمسألة ذات أولوية. على الرغم من أن المواد النانوية تبدو واعدة كعوامل مضادة للفطريات، إلا أن التكرارات الحالية تفتقر إلى الفعالية والنوعية اللازمة للعلاج السريع والموجه، مما يؤدي إلى فترات علاج طويلة وتأثيرات محتملة خارج الهدف ومقاومة الأدوية. الآن، في تطور رائد له آثار بعيدة المدى على الصحة العالمية، قام فريق من الباحثين بقيادة هيون (ميشيل) كو من كلية طب الأسنان بجامعة بنسلفانيا وإدوارد ستيجر من كلية بنسلفانيا للهندسة والعلوم التطبيقية بإنشاء نظام نظام ميكروروبوتي قادر على القضاء السريع والمستهدف على مسببات الأمراض الفطرية. صورة مضان من المجاميع الفطرية Candida albicans is a species of yeast that is a normal part of the human microbiota but can also cause severe infections that pose a significant global health risk due to their resistance to existing treatments, so much so that the World Health Organization has highlighted this as a priority issue. The picture above shows a before (left) and after (right) fluorescence image of fungal aggregates being effectively removed by nanozyme microrobots without bonding to or disturbing the tissue sample. (Image: Min Jun Oh and Seokyoung Yoon) “المبيضات يقول كو: "تشكل عدوى الأغشية الحيوية العنيدة التي يصعب علاجها بشكل خاص". "تفتقر العلاجات المضادة للفطريات الحالية إلى الفعالية والنوعية المطلوبة للقضاء على مسببات الأمراض بسرعة وفعالية، لذا فإن هذا التعاون يستمد من معرفتنا السريرية ويجمع بين فريق إد وخبرتهم الروبوتية لتقديم نهج جديد." يعد فريق الباحثين جزءًا من مركز Penn Dental للابتكار وطب الأسنان الدقيق، وهي مبادرة تعمل على الاستفادة من الأساليب الهندسية والحسابية للكشف عن معارف جديدة للتخفيف من الأمراض وتطوير ابتكارات الرعاية الصحية للفم والقحفي الوجهي. لهذه الورقة، نشرت في المواد المتقدمة ("Nanozyme-based robotics approach for targeting fungal infection") ، استفاد الباحثون من التطورات الحديثة في الجسيمات النانوية التحفيزية، المعروفة باسم الإنزيمات النانوية، وقاموا ببناء أنظمة روبوتية مصغرة يمكنها استهداف الخلايا الفطرية بدقة وتدميرها بسرعة. لقد حققوا ذلك باستخدام المجالات الكهرومغناطيسية للتحكم في شكل وحركات هذه الروبوتات النانوزيمية الدقيقة بدقة كبيرة. يقول ستيجر: "إن الأساليب التي نستخدمها للتحكم في الجسيمات النانوية في هذه الدراسة مغناطيسية، مما يسمح لنا بتوجيهها إلى موقع الإصابة الدقيق". "نحن نستخدم جسيمات أكسيد الحديد النانوية، التي لها خاصية مهمة أخرى، وهي أنها محفزة." تقوم النوى الكهرومغناطيسية بتوجيه مجموعة روبوتات النانوزيم بدقة لأنها تستهدف موقع العدوى الفطرية تقوم النوى الكهرومغناطيسية بتوجيه مجموعة روبوتات النانوزيم بدقة لأنها تستهدف موقع العدوى الفطرية. (الصورة: Min Jun Oh وSeokyoung Yoon) طور فريق ستيجر حركة وسرعة وتكوينات الإنزيمات النانوية، مما أدى إلى تعزيز النشاط التحفيزي، يشبه إلى حد كبير إنزيم بيروكسيداز، الذي يساعد على تحلل بيروكسيد الهيدروجين إلى ماء وأكسجين. وهذا يسمح بشكل مباشر بتوليد كميات كبيرة من أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS)، وهي مركبات أثبتت خصائصها المدمرة للأغشية الحيوية، في موقع الإصابة. ومع ذلك، فإن العنصر الرائد حقًا في تجمعات الإنزيمات النانوية هذه كان اكتشافًا غير متوقع: ارتباطها القوي بالخلايا الفطرية. تتيح هذه الميزة التراكم الموضعي للإنزيمات النانوية على وجه التحديد حيث تتواجد الفطريات، وبالتالي، استهداف توليد ROS. يقول ستيجر: "تظهر مجموعات الإنزيم النانوي لدينا انجذابًا لا يصدق للخلايا الفطرية، خاصة عند مقارنتها بالخلايا البشرية". "هذا التفاعل الملزم المحدد يمهد الطريق لتأثير مضاد للفطريات قوي ومركّز دون التأثير على المناطق الأخرى غير المصابة." إلى جانب قدرة النانوزيم المتأصلة على المناورة، يؤدي هذا إلى تأثير قوي مضاد للفطريات، مما يدل على الاستئصال السريع للخلايا الفطرية خلال نافذة غير مسبوقة مدتها 10 دقائق. وبالنظر إلى المستقبل، يرى الفريق إمكانات هذا النهج الفريد من نوعه للروبوتات القائمة على النانوزيم، حيث يدمج طرقًا جديدة لأتمتة التحكم وتوصيل الإنزيمات النانوية. إن الوعد الذي يحمله العلاج المضاد للفطريات هو مجرد البداية. يشير استهدافه الدقيق وعمله السريع إلى إمكانية علاج أنواع أخرى من الالتهابات العنيدة. يقول كو: "لقد اكتشفنا أداة قوية في مكافحة الالتهابات الفطرية المسببة للأمراض". "إن ما حققناه هنا يمثل قفزة كبيرة إلى الأمام، ولكنه أيضًا مجرد خطوة أولى. الخصائص المغناطيسية والتحفيزية جنبًا إلى جنب مع خصوصية الارتباط غير المتوقعة للفطريات تفتح فرصًا مثيرة لآلية مضادة للفطريات آلية "ربط الهدف وقتل". ونحن حريصون على التعمق أكثر وإطلاق العنان لإمكاناتها الكاملة." يفتح هذا النهج الروبوتي حدودًا جديدة في مكافحة الالتهابات الفطرية ويمثل نقطة محورية في العلاج المضاد للفطريات. ومع وجود أداة جديدة في ترسانتهم، أصبح المتخصصون في الطب وطب الأسنان أقرب من أي وقت مضى إلى مكافحة مسببات الأمراض الصعبة هذه بشكل فعال.

الطابع الزمني:

اكثر من نانوويرك