Sistemul nanorobotic prezintă noi opțiuni pentru vizarea infecțiilor fungice

26 mai 2023 (Știri Nanowerk) Infecții cauzate de ciuperci, cum ar fi Candida albicans, prezintă un risc global semnificativ pentru sănătate datorită rezistenței lor la tratamentele existente, atât de mult încât Organizația Mondială a Sănătății a evidențiat acest lucru ca fiind o problemă prioritară. Deși nanomaterialele sunt promițătoare ca agenți antifungici, iterațiile actuale nu au potența și specificitatea necesare pentru un tratament rapid și țintit, ceea ce duce la timpi prelungiți de tratament și la potențiale efecte nețintă și rezistență la medicamente. Acum, într-o dezvoltare revoluționară cu implicații de anvergură pentru sănătatea globală, o echipă de cercetători condusă în comun de Hyun (Michel) Koo de la Școala de Medicină Dentară a Universității din Pennsylvania și Edward Steager de la Școala de Inginerie și Științe Aplicate din Penn a creat un sistem microrobotic capabil de eliminare rapidă și direcționată a agenților patogeni fungici. 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 formează infecții tenace cu biofilm, care sunt deosebit de greu de tratat”, spune Koo. „Terapiile antifungice actuale le lipsește potența și specificitatea necesare pentru a elimina rapid și eficient acești agenți patogeni, așa că această colaborare se bazează pe cunoștințele noastre clinice și combină echipa lui Ed și expertiza lor robotică pentru a oferi o nouă abordare.” Echipa de cercetători face parte din Centrul Penn Dental pentru Inovație și Stomatologie de Precizie, o inițiativă care folosește abordări de inginerie și de calcul pentru a descoperi noi cunoștințe pentru atenuarea bolilor și pentru a avansa inovarea în îngrijirea sănătății orale și cranio-faciale. Pentru această lucrare, publicată în Materiale avansate ("Nanozyme-based robotics approach for targeting fungal infection"), cercetătorii au valorificat progresele recente ale nanoparticulelor catalitice, cunoscute sub numele de nanozime, și au construit sisteme robotizate în miniatură care ar putea viza cu exactitate și distruge rapid celulele fungice. Ei au realizat acest lucru prin utilizarea câmpurilor electromagnetice pentru a controla forma și mișcările acestor microroboți cu nanozime cu mare precizie. „Metodele pe care le folosim pentru a controla nanoparticulele din acest studiu sunt magnetice, ceea ce ne permite să le direcționăm către locația exactă a infecției”, spune Steager. „Folosim nanoparticule de oxid de fier, care au o altă proprietate importantă, și anume că sunt catalitice.” Miezurile electromagnetice ghidează cu precizie gama de nanozime-roboți în timp ce vizează locul infecției fungice. (Imagine: Min Jun Oh și Seokyoung Yoon) Echipa lui Steager a dezvoltat mișcarea, viteza și formarea nanozimelor, ceea ce a dus la o activitate catalitică îmbunătățită, la fel ca enzima peroxidază, care ajută la descompunerea peroxidului de hidrogen în apă și oxigen. Acest lucru permite direct generarea de cantități mari de specii reactive de oxigen (ROS), compuși care au dovedit proprietăți de distrugere a biofilmului, la locul infecției. Cu toate acestea, elementul cu adevărat de pionierat al acestor ansambluri de nanozime a fost o descoperire neașteptată: afinitatea lor puternică de legare la celulele fungice. Această caracteristică permite o acumulare localizată de nanozime exact acolo unde locuiesc ciupercile și, în consecință, generarea de ROS vizată. „Ansamblurile noastre de nanozime arată o atracție incredibilă pentru celulele fungice, în special în comparație cu celulele umane”, spune Steager. „Această interacțiune specifică de legare deschide calea pentru un efect antifungic puternic și concentrat, fără a afecta alte zone neinfectate.” Împreună cu manevrabilitatea inerentă a nanozimei, acest lucru are ca rezultat un efect antifungic puternic, demonstrând eradicarea rapidă a celulelor fungice într-o fereastră fără precedent de 10 minute. Privind cu nerăbdare, echipa vede potențialul acestei abordări robotice unice bazate pe nanozime, deoarece încorporează noi metode pentru a automatiza controlul și livrarea nanozimelor. Promisiunea pe care o deține pentru terapia antifungică este doar începutul. Direcția sa precisă, acțiunea rapidă sugerează potențialul pentru tratarea altor tipuri de infecții persistente. „Am descoperit un instrument puternic în lupta împotriva infecțiilor fungice patogene”, spune Koo. „Ceea ce am realizat aici este un salt semnificativ înainte, dar este și doar primul pas. Proprietățile magnetice și catalitice combinate cu specificitatea de legare neașteptată la ciuperci deschid oportunități interesante pentru un mecanism antifungic automat "țintă-bind-and-kill". Suntem dornici să aprofundăm și să-i deblocam întregul potențial.” Această abordare robotică deschide o nouă frontieră în lupta împotriva infecțiilor fungice și marchează un punct cheie în terapia antifungică. Cu un nou instrument în arsenalul lor, profesioniștii din domeniul medical și stomatologic sunt mai aproape ca niciodată de combaterea eficientă a acestor agenți patogeni dificili.

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• Mintând viitorul cu Adryenn Ashley. Accesați Aici.
• Cumpărați și vindeți acțiuni în companii PRE-IPO cu PREIPO®. Accesați Aici.
• Sursa: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63066.php