Nanorobootiline süsteem pakub uusi võimalusi seeninfektsioonide vastu võitlemiseks

26. mai 2023 (Nanowerki uudised) Seente põhjustatud infektsioonid, nt Candida albicans, kujutavad endast märkimisväärset ülemaailmset terviseriski nende vastupanuvõime tõttu olemasolevatele ravimeetoditele niivõrd, et Maailma Terviseorganisatsioon on selle esmatähtsa probleemina esile tõstnud. Ehkki nanomaterjalid on seenevastaste ainetena paljulubavad, puudub praegustel iteratsioonidel kiireks ja sihipäraseks raviks vajalik tugevus ja spetsiifilisus, mis toob kaasa raviaja pikenemise ja potentsiaalsed kõrvalmõjud ja ravimiresistentsuse. Nüüd, murrangulises arengus, millel on kaugeleulatuv mõju ülemaailmsele tervisele, on teadlaste meeskond, mida juhivad Hyun (Michel) Koo Pennsylvania ülikooli hambaarstiteaduskonnast ja Edward Steager Penn'i tehnika- ja rakendusteaduste koolist, mikrorobootiline süsteem, mis on võimeline kiiresti ja sihipäraselt kõrvaldama seenpatogeene. 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) “Candidae moodustab sitkeid biokileinfektsioone, mida on eriti raske ravida, ”ütleb Koo. "Praegustel seenevastastel ravimeetoditel puudub nende patogeenide kiireks ja tõhusaks kõrvaldamiseks vajalik tugevus ja spetsiifilisus, nii et see koostöö tugineb meie kliinilistele teadmistele ja ühendab Ed meeskonna ja nende robotiteadmised, et pakkuda uut lähenemisviisi." Teadlaste meeskond on osa Penn Dentali innovatsiooni- ja täppishambaravi keskusest, mis on algatus, mis kasutab inseneri- ja arvutusmeetodeid, et avastada uusi teadmisi haiguste leevendamiseks ning suu- ja näopiirkonna tervishoiu innovatsiooni edendamiseks. Selle artikli jaoks, mis avaldati aastal Advanced Materials ("Nanozyme-based robotics approach for targeting fungal infection"), kasutasid teadlased hiljutisi edusamme katalüütiliste nanoosakeste ehk nanosüümide vallas ning ehitasid miniatuursed robotsüsteemid, mis suudavad seenerakke täpselt sihtida ja kiiresti hävitada. Nad saavutasid selle, kasutades elektromagnetvälju, et kontrollida nende nanosüümmikrorobotite kuju ja liikumist suure täpsusega. "Meetodid, mida me selles uuringus nanoosakeste kontrollimiseks kasutame, on magnetilised, mis võimaldab meil suunata need täpsesse nakkuskohta," ütleb Steager. "Me kasutame raudoksiidi nanoosakesi, millel on veel üks oluline omadus, nimelt see, et nad on katalüütilised." Elektromagnetilised südamikud juhivad täpselt nanosüüm-robotite massiivi, kuna need sihivad seeninfektsiooni kohta. (Pilt: Min Jun Oh ja Seokyoung Yoon) Steageri meeskond arendas nanosüümide liikumist, kiirust ja moodustisi, mille tulemusel paranes katalüütiline aktiivsus, sarnaselt ensüümi peroksidaasiga, mis aitab vesinikperoksiidi veeks ja hapnikuks lagundada. See võimaldab otseselt tekitada nakkuskohas suures koguses reaktiivseid hapniku liike (ROS), ühendeid, millel on tõestatud biokilet hävitavad omadused. Nende nanosüümkoostude tõeliselt teedrajav element oli aga ootamatu avastus: nende tugev seondumisafiinsus seenrakkudega. See funktsioon võimaldab nanosüümide lokaliseeritud akumuleerumist just seal, kus seened elavad, ja sellest tulenevalt sihipärast ROS-i genereerimist. "Meie nanosüümikomplektid näitavad seenerakkudele uskumatut külgetõmmet, eriti võrreldes inimese rakkudega, " ütleb Steager. "See spetsiifiline siduv interaktsioon sillutab teed tugevale ja kontsentreeritud seenevastasele toimele, mõjutamata teisi nakatumata piirkondi." Koos nanosüümile omase manööverdusvõimega annab see tugeva seenevastase toime, mis näitab seenerakkude kiiret hävitamist enneolematu 10-minutilise akna jooksul. Tulevikku vaadates näeb meeskond selle ainulaadse nanosüümipõhise robootika lähenemisviisi potentsiaali, kuna need sisaldavad uusi meetodeid nanosüümide juhtimise ja kohaletoimetamise automatiseerimiseks. Seenevastase ravi lubadus on alles algus. Selle täpne sihtimine ja kiire toime viitavad potentsiaalile teist tüüpi tõrksate infektsioonide raviks. "Oleme avastanud võimsa vahendi patogeensete seennakkuste vastu võitlemiseks, " ütleb Koo. „See, mida oleme siin saavutanud, on märkimisväärne samm edasi, kuid see on ka alles esimene samm. Magnetilised ja katalüütilised omadused koos ootamatu seondumisspetsiifilisusega seentega avavad põnevad võimalused automatiseeritud seenevastaseks mehhanismiks "sihtmärgi sidumine ja tapmine". Soovime süveneda sügavamale ja avada selle kogu potentsiaal. See robootika lähenemisviis avab seennakkuste vastases võitluses uue piiri ja tähistab seenevastases ravis pöördepunkti. Tänu uuele tööriistale oma arsenalis on meditsiini- ja hambaarstid lähemal kui kunagi varem tõhusale võitlusele nende raskete patogeenidega.

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• PlatoAiStream. Web3 andmete luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• Tuleviku rahapaja Adryenn Ashley. Juurdepääs siia.
• Ostke ja müüge IPO-eelsete ettevõtete aktsiaid koos PREIPO®-ga. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63066.php