Нанороботизированная система представляет новые возможности для борьбы с грибковыми инфекциями

26 мая 2023 г.Новости Наноуэрк) Инфекции, вызванные грибками, такие как Candida Albicans, представляют значительный глобальный риск для здоровья из-за их устойчивости к существующим методам лечения, настолько, что Всемирная организация здравоохранения выделила это как приоритетную проблему. Хотя наноматериалы перспективны в качестве противогрибковых средств, нынешним вариантам не хватает эффективности и специфичности, необходимых для быстрого и целенаправленного лечения, что приводит к увеличению времени лечения и возможным нецелевым эффектам и лекарственной устойчивости. Теперь, в ходе революционной разработки, имеющей далеко идущие последствия для глобального здравоохранения, группа исследователей под руководством Хёна (Мишеля) Ку из Школы стоматологической медицины Пенсильванского университета и Эдварда Стигера из Школы инженерии и прикладных наук Пенсильванского университета создала микророботическая система, способная быстро и целенаправленно уничтожать грибковые патогены. 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) “Кандиды образует устойчивые биопленочные инфекции, которые особенно трудно лечить», — говорит Ку. «Современным противогрибковым методам лечения не хватает эффективности и специфичности, необходимых для быстрого и эффективного уничтожения этих патогенов, поэтому это сотрудничество основано на наших клинических знаниях и объединяет команду Эда и их опыт в области робототехники, чтобы предложить новый подход». Команда исследователей является частью Центра инноваций и точной стоматологии Penn Dental — инициативы, которая использует инженерные и вычислительные подходы для раскрытия новых знаний о смягчении заболеваний и продвижении инноваций в области здравоохранения в области полости рта и черепно-лицевой области. Для этой статьи, опубликованной в Передовые материалы ("Nanozyme-based robotics approach for targeting fungal infection"), исследователи воспользовались недавними достижениями в области каталитических наночастиц, известных как нанозимы, и создали миниатюрные роботизированные системы, которые могут точно нацеливать и быстро уничтожать грибковые клетки. Они достигли этого, используя электромагнитные поля для управления формой и движениями этих нанозимных микророботов с большой точностью. «Методы, которые мы используем для контроля наночастиц в этом исследовании, являются магнитными, что позволяет нам направлять их в точное место заражения», — говорит Стигер. «Мы используем наночастицы оксида железа, которые обладают еще одним важным свойством, а именно тем, что они являются каталитическими». Электромагнитные ядра точно направляют массив нанозим-ботов, нацеленных на место грибковой инфекции. (Изображение: Мин Джун О и Сокён Юн) Команда Стигера разработала движение, скорость и образование нанозимов, что привело к усилению каталитической активности, подобно ферменту пероксидазе, который помогает расщеплять перекись водорода на воду и кислород. Это напрямую позволяет генерировать большое количество активных форм кислорода (АФК), соединений с доказанными свойствами разрушать биопленки, в месте инфекции. Однако по-настоящему новаторским элементом этих нанозимных сборок стало неожиданное открытие: их сильное сродство к связыванию с грибковыми клетками. Эта особенность позволяет локализовать накопление нанозимов именно там, где обитают грибы, и, следовательно, целенаправленно генерировать АФК. «Наши нанозимные сборки демонстрируют невероятную привлекательность для грибковых клеток, особенно по сравнению с клетками человека», — говорит Стигер. «Это специфическое связывающее взаимодействие открывает путь к мощному и концентрированному противогрибковому эффекту, не затрагивая другие незараженные участки». В сочетании с присущей нанозимам маневренностью это приводит к мощному противогрибковому эффекту, демонстрируя быстрое уничтожение грибковых клеток в течение беспрецедентного 10-минутного окна. Заглядывая в будущее, команда видит потенциал этого уникального подхода к робототехнике на основе нанозимов, поскольку они включают новые методы автоматизации контроля и доставки нанозимов. Перспективы противогрибковой терапии — это только начало. Его точное нацеливание и быстрое действие предполагают потенциал для лечения других типов устойчивых инфекций. «Мы обнаружили мощный инструмент в борьбе с патогенными грибковыми инфекциями», — говорит Ку. «То, чего мы здесь достигли, — это значительный шаг вперед, но это также только первый шаг. Магнитные и каталитические свойства в сочетании с неожиданной специфичностью связывания с грибами открывают широкие возможности для автоматического противогрибкового механизма «связывания и уничтожения мишени». Мы стремимся копнуть глубже и раскрыть весь его потенциал». Этот робототехнический подход открывает новые горизонты в борьбе с грибковыми инфекциями и знаменует собой поворотный момент в противогрибковой терапии. Имея в своем арсенале новый инструмент, медицинские и стоматологические специалисты как никогда близки к эффективной борьбе с этими сложными патогенами.

• SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
• ПлатонАйСтрим. Анализ данных Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
• Чеканка будущего с Эдриенн Эшли. Доступ здесь.
• Покупайте и продавайте акции компаний PREIPO® с помощью PREIPO®. Доступ здесь.
• Источник: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63066.php