Nanorobotik sistem, mantar enfeksiyonlarını hedeflemek için yeni seçenekler sunuyor

26 Mayıs 2023 (Nanowerk Haberleri) Mantarların neden olduğu enfeksiyonlar, örneğin Candida albicans, mevcut tedavilere direnç göstermeleri nedeniyle önemli bir küresel sağlık riski oluşturmaktadır, öyle ki Dünya Sağlık Örgütü bu konuyu öncelikli bir konu olarak öne çıkarmıştır. Nanomateryaller antifungal ajanlar olarak umut vaat etse de, mevcut yinelemeler hızlı ve hedefe yönelik tedavi için gereken etki ve özgüllükten yoksundur, bu da tedavi sürelerinin uzamasına, potansiyel hedef dışı etkilere ve ilaç direncine yol açmaktadır. Şimdi, küresel sağlık için geniş kapsamlı etkileri olan çığır açıcı bir gelişmeyle, Pennsylvania Üniversitesi Diş Hekimliği Fakültesi'nden Hyun (Michel) Koo ve Penn Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Okulu'ndan Edward Steager'ın ortaklaşa liderliğindeki bir araştırmacı ekibi, Mantar patojenlerini hızlı ve hedefe yönelik olarak ortadan kaldırabilen mikrorobotik sistem. 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) “Aday Koo, "Tedavi edilmesi özellikle zor olan inatçı biyofilm enfeksiyonları oluşturuyor" diyor. "Mevcut antifungal tedaviler, bu patojenleri hızlı ve etkili bir şekilde ortadan kaldırmak için gerekli güce ve spesifikliğe sahip değil; dolayısıyla bu işbirliği, klinik bilgimizden yararlanıyor ve yeni bir yaklaşım sunmak için Ed'in ekibiyle onların robotik uzmanlığını birleştiriyor." Araştırma ekibi, hastalıkları hafifletmeye yönelik yeni bilgileri ortaya çıkarmak ve ağız ve kraniyofasiyal sağlık hizmetlerinde yenilikçiliği ilerletmek için mühendislik ve hesaplamalı yaklaşımlardan yararlanan bir girişim olan Penn Dental'in Yenilik ve Hassas Diş Hekimliği Merkezi'nin bir parçasıdır. Yayınlanan bu makale için Gelişmiş malzemeler ("Nanozyme-based robotics approach for targeting fungal infection"), araştırmacılar nanozimler olarak bilinen katalitik nanopartiküllerdeki son gelişmelerden yararlandılar ve mantar hücrelerini doğru bir şekilde hedefleyebilen ve hızla yok edebilen minyatür robotik sistemler inşa ettiler. Bunu, bu nanozim mikrorobotların şeklini ve hareketlerini büyük bir hassasiyetle kontrol etmek için elektromanyetik alanlar kullanarak başardılar. Steager, "Bu çalışmada nanoparçacıkları kontrol etmek için kullandığımız yöntemler manyetiktir ve bu da onları tam enfeksiyon konumuna yönlendirmemize olanak tanır" diyor. “Başka bir önemli özelliği olan, katalitik olmaları olan demir oksit nanopartiküllerini kullanıyoruz.” Elektromanyetik çekirdekler, mantar enfeksiyonu bölgesini hedef alırken nanozim-bot dizisini hassas bir şekilde yönlendirir. (Resim: Min Jun Oh ve Seokyoung Yoon) Steager'ın ekibi nanozimlerin hareketini, hızını ve oluşumunu geliştirdi; bu, hidrojen peroksidi su ve oksijene parçalamaya yardımcı olan peroksidaz enzimine çok benzer şekilde katalitik aktivitenin artmasına neden oldu. Bu, enfeksiyon bölgesinde biyofilm yok edici özellikleri kanıtlanmış bileşikler olan yüksek miktarlarda reaktif oksijen türlerinin (ROS) üretilmesine doğrudan izin verir. Bununla birlikte, bu nanozim düzeneklerinin gerçekten öncü unsuru beklenmedik bir keşifti: bunların mantar hücrelerine güçlü bağlanma afinitesi. Bu özellik, nanozimlerin tam olarak mantarların bulunduğu yerde lokalize bir birikimini sağlar ve sonuç olarak ROS oluşumunu hedef alır. Steager, "Nanozim düzeneklerimiz, özellikle insan hücreleriyle karşılaştırıldığında mantar hücrelerine karşı inanılmaz bir çekicilik gösteriyor" diyor. "Bu spesifik bağlanma etkileşimi, enfekte olmayan diğer alanları etkilemeden güçlü ve konsantre bir antifungal etkinin yolunu açıyor." Nanozimin doğal manevra kabiliyeti ile birleştiğinde bu, güçlü bir antifungal etki ile sonuçlanır ve mantar hücrelerinin benzeri görülmemiş bir 10 dakikalık pencere içinde hızlı bir şekilde yok edildiğini gösterir. Ekip, ileriye dönük olarak, nanozimlerin kontrolünü ve dağıtımını otomatikleştirmek için yeni yöntemler ekledikçe, bu benzersiz nanozim tabanlı robotik yaklaşımın potansiyelini görüyor. Antifungal tedavi için sunduğu vaat sadece başlangıçtır. Hassas hedeflemesi ve hızlı etkisi, diğer inatçı enfeksiyon türlerinin tedavisinde potansiyel olduğunu göstermektedir. Koo, "Patojenik mantar enfeksiyonlarına karşı mücadelede güçlü bir araç ortaya çıkardık" diyor. “Burada başardıklarımız ileriye doğru atılmış önemli bir adım ama aynı zamanda sadece ilk adım. Mantarlara yönelik beklenmedik bağlanma spesifikliği ile birleşen manyetik ve katalitik özellikler, otomatik bir 'hedefe bağla ve öldür' antifungal mekanizması için heyecan verici fırsatlar yaratıyor. Daha derinlere inmeye ve tüm potansiyelini ortaya çıkarmaya hevesliyiz.” Bu robotik yaklaşım, mantar enfeksiyonlarına karşı mücadelede yeni bir ufuk açıyor ve mantar önleyici tedavide önemli bir noktaya işaret ediyor. Tıp ve diş hekimliği profesyonelleri, cephaneliklerindeki yeni bir araçla bu zorlu patojenlerle etkili bir şekilde mücadele etmeye her zamankinden daha yakınlar.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoAiStream. Web3 Veri Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• Adryenn Ashley ile Geleceği Basmak. Buradan Erişin.
• PREIPO® ile PRE-IPO Şirketlerinde Hisse Al ve Sat. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63066.php