ナノロボティックシステムは真菌感染症を標的とする新たな選択肢を提示

26年2023月XNUMX日（Nanowerkニュース）真菌によって引き起こされる感染症、例えば カンジダ·アルビカンス、既存の治療法に対する耐性により、世界的に重大な健康リスクを引き起こすため、世界保健機関はこれを優先課題として強調しています。ナノマテリアルは抗真菌剤として有望ですが、現在の反復法では迅速かつ標的を絞った治療に必要な効力と特異性が欠けており、治療時間が延長され、潜在的なオフターゲット効果や薬剤耐性が生じます。このたび、世界の健康に広範な影響を与える画期的な開発において、ペンシルバニア大学歯学部のヒュン（ミシェル）クー氏とペンシルベニア大学工学・応用科学部のエドワード・スティーガー氏が共同で率いる研究者チームが、真菌性病原体を迅速かつ標的を絞って除去できるマイクロロボットシステム。 カンジダ アルビカンスは、人間の微生物叢の正常な一部である酵母菌の一種ですが、既存の治療法に対する耐性により、重大な世界的健康リスクをもたらす重度の感染症を引き起こす可能性もあり、世界保健機関はこれを危険な感染症として強調しています。優先課題。上の写真は、組織サンプルに結合したり組織サンプルを乱したりすることなく、ナノザイムマイクロロボットによって効果的に除去された真菌凝集体の前（左）と後（右）の蛍光画像を示しています。 (画像：オ・ミンジュン、ユン・ソギョン)カンジダ科 執拗なバイオフィルム感染症を形成し、特に治療が困難です」とKoo氏は言う。 「現在の抗真菌療法には、これらの病原体を迅速かつ効果的に除去するために必要な効力と特異性が欠けています。そのため、このコラボレーションは私たちの臨床知識を活用し、エドのチームとロボットの専門知識を組み合わせて新しいアプローチを提供します。」研究者チームは、疾患軽減のための新たな知識を発見し、口腔および頭蓋顔面のヘルスケア革新を推進するために工学的および計算的アプローチを活用するイニシアチブであるペンデンタルのイノベーションおよび精密歯科センターの一員です。この論文については、 先端材料 (「真菌感染症を標的とするナノザイムベースのロボット工学的アプローチ」）、研究者らはナノザイムとして知られる触媒ナノ粒子の最近の進歩を利用し、真菌細胞を正確に標的にして迅速に破壊できる小型ロボットシステムを構築した。彼らは、電磁場を使用してこれらのナノザイムマイクロロボットの形状と動きを非常に正確に制御することでこれを達成しました。 「この研究でナノ粒子を制御するために私たちが使用した方法は磁性を利用しており、これによりナノ粒子を正確な感染場所に誘導することができます」とシュティーガー氏は言う。 「私たちは酸化鉄ナノ粒子を使用していますが、これには触媒作用があるというもう一つの重要な特性があります。」 電磁コアは、真菌感染部位を標的とする一連のナノザイムボットを正確に誘導します。 (画像: Min Jun Oh と Seokyoung Yuon) Steager のチームは、過酸化水素を水と酸素に分解するのに役立つ酵素ペルオキシダーゼとよく似た触媒活性を高めるナノザイムの運動、速度、形成を開発しました。これにより、感染部位でバイオフィルムを破壊する特性が証明されている化合物である活性酸素種 (ROS) が大量に生成されることが直接可能になります。しかし、これらのナノザイム集合体の真に先駆的な要素は、真菌細胞に対する強い結合親和性という予想外の発見でした。この機能により、真菌が存在する場所に正確にナノザイムを局所的に蓄積することが可能になり、その結果、標的を絞った ROS の生成が可能になります。 「私たちのナノザイム集合体は、特にヒトの細胞と比較した場合に、真菌細胞に対して信じられないほどの魅力を示します」とシュティーガー氏は言う。 「この特異的な結合相互作用により、他の未感染領域に影響を与えることなく、強力で集中的な抗真菌効果への道が開かれます。」ナノザイムの固有の操作性と相まって、強力な抗真菌効果が得られ、前例のない 10 分間の時間枠内で真菌細胞を迅速に根絶できることが実証されました。研究チームは、ナノザイムの制御と送達を自動化する新しい方法を組み込んでおり、このユニークなナノザイムベースのロボット工学アプローチの可能性を将来に向けて見ています。抗真菌療法に対する期待はまだ始まったばかりです。その正確な標的化と迅速な作用は、他のタイプの頑固な感染症を治療する可能性を示唆しています。 「私たちは病原性真菌感染症と戦うための強力なツールを発見しました」とクー氏は言う。 「私たちがここで達成したことは大きな進歩ですが、それは単なる第一歩でもあります。磁性および触媒特性と真菌に対する予想外の結合特異性の組み合わせにより、自動化された「標的に結合して殺す」抗真菌機構の刺激的な機会が開かれます。私たちはさらに深く掘り下げ、その可能性を最大限に解き放つことに熱心に取り組んでいます。」このロボット工学的アプローチは、真菌感染症との闘いにおいて新たな境地を切り開き、抗真菌療法における極めて重要なポイントとなります。医療と歯科の専門家は、新しいツールを武器に、これまで以上にこれらの困難な病原体と効果的に戦うことに近づいています。

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• 情報源： https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63066.php