Sistem nanorobotik menghadirkan opsi baru untuk menargetkan infeksi jamur

26 Mei 2023 (Berita Nanowerk) Infeksi yang disebabkan oleh jamur, seperti Candida albicans, menimbulkan risiko kesehatan global yang signifikan karena resistensi mereka terhadap pengobatan yang ada, sehingga Organisasi Kesehatan Dunia telah menyoroti hal ini sebagai masalah prioritas. Meskipun bahan nano menjanjikan sebagai agen antijamur, penggunaan yang ada saat ini kurang memiliki potensi dan spesifisitas yang dibutuhkan untuk pengobatan yang cepat dan tepat sasaran, sehingga menyebabkan waktu pengobatan yang lama dan potensi efek yang tidak tepat sasaran serta resistensi obat. Kini, dalam perkembangan inovatif yang berdampak luas terhadap kesehatan global, tim peneliti yang dipimpin oleh Hyun (Michel) Koo dari Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Pennsylvania dan Edward Steager dari Fakultas Teknik dan Sains Terapan Penn telah menciptakan sebuah sistem mikrorobotik yang mampu menghilangkan patogen jamur dengan cepat dan tepat sasaran. Candida albicans adalah spesies ragi yang merupakan bagian normal dari mikrobiota manusia tetapi juga dapat menyebabkan infeksi parah yang menimbulkan risiko kesehatan global yang signifikan karena resistensi mereka terhadap pengobatan yang ada, sehingga Organisasi Kesehatan Dunia menyoroti hal ini sebagai sebuah penyakit. masalah prioritas. Gambar di atas menunjukkan gambar fluoresensi sebelum (kiri) dan sesudah (kanan) dari agregat jamur yang secara efektif dihilangkan oleh robot mikro nanozim tanpa mengikat atau mengganggu sampel jaringan. (Gambar: Min Jun Oh dan Seokyoung Yoon) “Kandidat membentuk infeksi biofilm yang sangat sulit diobati,” kata Koo. “Terapi antijamur yang ada saat ini tidak memiliki potensi dan spesifisitas yang diperlukan untuk menghilangkan patogen ini dengan cepat dan efektif, sehingga kolaborasi ini memanfaatkan pengetahuan klinis kami dan menggabungkan tim Ed dan keahlian robotik mereka untuk menawarkan pendekatan baru.” Tim peneliti adalah bagian dari Pusat Inovasi & Kedokteran Gigi Presisi Penn Dental, sebuah inisiatif yang memanfaatkan pendekatan teknik dan komputasi untuk mengungkap pengetahuan baru untuk mitigasi penyakit dan memajukan inovasi perawatan kesehatan mulut dan kraniofasial. Untuk makalah ini, diterbitkan di advanced Material ("Pendekatan robotika berbasis nanozim untuk menargetkan infeksi jamur"), para peneliti memanfaatkan kemajuan terkini dalam nanopartikel katalitik, yang dikenal sebagai nanozim, dan mereka membangun sistem robot mini yang dapat secara akurat menargetkan dan menghancurkan sel jamur dengan cepat. Mereka mencapai hal ini dengan menggunakan medan elektromagnetik untuk mengontrol bentuk dan pergerakan robot mikro nanozim ini dengan sangat presisi. “Metode yang kami gunakan untuk mengendalikan nanopartikel dalam penelitian ini bersifat magnetis, yang memungkinkan kami mengarahkannya ke lokasi infeksi yang tepat,” kata Steager. “Kami menggunakan nanopartikel besi oksida, yang memiliki sifat penting lainnya, yaitu bersifat katalitik.” Inti elektromagnetik secara tepat memandu rangkaian bot nanozim saat mereka menargetkan lokasi infeksi jamur. (Gambar: Min Jun Oh dan Seokyoung Yoon) Tim Steager mengembangkan gerakan, kecepatan, dan pembentukan nanozim, yang menghasilkan peningkatan aktivitas katalitik, seperti enzim peroksidase, yang membantu memecah hidrogen peroksida menjadi air dan oksigen. Hal ini secara langsung memungkinkan terbentuknya spesies oksigen reaktif (ROS) dalam jumlah tinggi, senyawa yang terbukti mampu menghancurkan biofilm, di lokasi infeksi. Namun, elemen pionir dari kumpulan nanozim ini adalah penemuan yang tidak terduga: afinitas pengikatannya yang kuat terhadap sel jamur. Fitur ini memungkinkan akumulasi nanozim yang terlokalisasi tepat di tempat jamur berada dan, akibatnya, menghasilkan ROS yang ditargetkan. “Perakitan nanozim kami menunjukkan daya tarik yang luar biasa terhadap sel jamur, terutama jika dibandingkan dengan sel manusia,” kata Steager. “Interaksi pengikatan spesifik ini membuka jalan bagi efek antijamur yang kuat dan terkonsentrasi tanpa mempengaruhi area lain yang tidak terinfeksi.” Ditambah dengan kemampuan manuver yang melekat pada nanozim, hal ini menghasilkan efek antijamur yang kuat, menunjukkan pemberantasan sel jamur secara cepat dalam waktu 10 menit yang belum pernah terjadi sebelumnya. Ke depan, tim melihat potensi pendekatan robotika berbasis nanozim yang unik ini, karena mereka menggabungkan metode baru untuk mengotomatisasi kontrol dan pengiriman nanozim. Janji yang diberikan untuk terapi antijamur hanyalah permulaan. Sasarannya yang tepat dan tindakan yang cepat menunjukkan potensi untuk mengobati jenis infeksi membandel lainnya. “Kami telah menemukan alat yang ampuh dalam melawan infeksi jamur patogen,” kata Koo. “Apa yang telah kami capai di sini merupakan sebuah lompatan maju yang signifikan, namun ini juga hanyalah langkah pertama. Sifat magnetik dan katalitik dikombinasikan dengan spesifisitas pengikatan yang tidak terduga pada jamur membuka peluang menarik untuk mekanisme antijamur 'target-bind-and-kill' yang otomatis. Kami sangat ingin menggali lebih dalam dan membuka potensi penuhnya.” Pendekatan robotika ini membuka batas baru dalam perang melawan infeksi jamur dan menandai titik penting dalam terapi antijamur. Dengan alat baru yang mereka miliki, para profesional medis dan gigi semakin dekat untuk secara efektif memerangi patogen yang sulit ini.

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoAiStream. Kecerdasan Data Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• Mencetak Masa Depan bersama Adryenn Ashley. Akses Di Sini.
• Beli dan Jual Saham di Perusahaan PRE-IPO dengan PREIPO®. Akses Di Sini.
• Sumber: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63066.php