محققان سیستم میکرورباتیکی را توسعه دادند که قادر به حذف سریع و هدفمند پاتوژن های قارچی است

این رویکرد روباتیک مرز جدیدی را در مبارزه با عفونت‌های قارچی باز می‌کند و نقطه محوری در درمان ضد قارچی را نشان می‌دهد. با ابزار جدیدی در زرادخانه خود، متخصصان پزشکی و دندانپزشکی بیش از هر زمان دیگری به مبارزه موثر با این پاتوژن های دشوار نزدیک شده اند.

کو می‌گوید: «کاندیدا عفونت‌های بیوفیلم مقاومی را تشکیل می‌دهد که درمان آن به‌ویژه سخت است. درمان‌های ضد قارچی کنونی فاقد قدرت و ویژگی لازم برای از بین بردن سریع و مؤثر این پاتوژن‌ها هستند، بنابراین این همکاری از دانش بالینی ما نشأت می‌گیرد و تیم اد و تخصص رباتیک آنها را برای ارائه یک رویکرد جدید ترکیب می‌کند.»

همراه با قابلیت مانور ذاتی این نانوزیم، این امر منجر به یک اثر ضد قارچی قوی می‌شود که ریشه‌کنی سریع سلول‌های قارچی را در یک بازه 10 دقیقه‌ای بی‌سابقه نشان می‌دهد.

اگرچه نانومواد به عنوان عوامل ضد قارچی امیدوار کننده هستند، تکرارهای فعلی فاقد قدرت و ویژگی مورد نیاز برای درمان سریع و هدفمند هستند که منجر به طولانی شدن زمان درمان و اثرات بالقوه خارج از هدف و مقاومت دارویی می شود.

عفونت های ناشی از قارچ ها مانند کاندیدا آلبیکنس، به دلیل مقاومت آنها در برابر درمان های موجود، خطر قابل توجهی برای سلامت جهانی دارند، به طوری که سازمان بهداشت جهانی این موضوع را به عنوان یک موضوع اولویت دار برجسته کرده است.

دانشگاه پنسیلوانیا



منبع

با این حال، عنصر واقعاً پیشگام این مجموعه‌های نانوزیم یک کشف غیرمنتظره بود: میل پیوندی قوی آنها به سلول‌های قارچی. این ویژگی تجمع موضعی نانوزیم‌ها را دقیقاً در جایی که قارچ‌ها زندگی می‌کنند و در نتیجه، تولید ROS هدفمند را ممکن می‌سازد.

این تیم از محققان بخشی از مرکز دندانپزشکی Penn Dental برای نوآوری و دندانپزشکی دقیق هستند، ابتکاری که از روش های مهندسی و محاسباتی برای کشف دانش جدید برای کاهش بیماری و پیشرفت نوآوری مراقبت های بهداشتی دهان و جمجمه-صورت استفاده می کند.

منبع:

برای این مقاله، منتشر شده در مواد پیشرفتهمحققان از پیشرفت‌های اخیر در نانوذرات کاتالیزوری معروف به نانوزیم‌ها استفاده کردند و سیستم‌های روباتیک مینیاتوری ساختند که می‌توانند سلول‌های قارچی را با دقت هدف قرار دهند و به سرعت از بین ببرند. آنها با استفاده از میدان های الکترومغناطیسی برای کنترل شکل و حرکات این میکروربات های نانوزیمی با دقت بسیار به این امر دست یافتند.

استیگر می‌گوید: روش‌هایی که ما برای کنترل نانوذرات در این مطالعه استفاده می‌کنیم، مغناطیسی هستند که به ما اجازه می‌دهد آنها را به محل دقیق آلودگی هدایت کنیم. ما از نانوذرات اکسید آهن استفاده می‌کنیم که خاصیت مهم دیگری دارند، یعنی کاتالیزوری بودن.

با نگاه به آینده، این تیم پتانسیل این رویکرد رباتیک مبتنی بر نانوزیم منحصر به فرد را می بیند، زیرا آنها روش های جدیدی را برای کنترل خودکار و تحویل نانوزیم ها ترکیب می کنند. وعده ای که برای درمان ضد قارچی دارد، تازه شروع کار است. هدف گیری دقیق و عمل سریع آن، پتانسیل را برای درمان انواع دیگر عفونت های سرسخت نشان می دهد.

تیم Steager حرکت، سرعت و شکل‌گیری نانوزیم‌ها را توسعه دادند که منجر به افزایش فعالیت کاتالیزوری شد، دقیقاً شبیه آنزیم پراکسیداز، که به تجزیه پراکسید هیدروژن به آب و اکسیژن کمک می‌کند. این به طور مستقیم اجازه می دهد تا مقادیر بالایی از گونه های اکسیژن فعال (ROS)، ترکیباتی که خواص تخریب بیوفیلم را ثابت کرده اند، در محل عفونت تولید کنند.

استیگر می‌گوید: «مجموعه‌های نانوزیم ما جذابیت باورنکردنی را برای سلول‌های قارچی نشان می‌دهند، به ویژه در مقایسه با سلول‌های انسانی. این تعامل اتصال خاص راه را برای یک اثر ضد قارچی قوی و متمرکز بدون تأثیر بر سایر مناطق غیر عفونی هموار می کند.»

کو می گوید: «ما ابزار قدرتمندی را در مبارزه با عفونت های قارچی بیماری زا کشف کرده ایم. “آنچه در اینجا به دست آورده ایم یک جهش قابل توجه به جلو است، اما این فقط اولین گام است. خواص مغناطیسی و کاتالیزوری همراه با خاصیت اتصال غیرمنتظره به قارچ ها فرصت های هیجان انگیزی را برای مکانیزم ضد قارچی خودکار “هدف پیوند و کشتن” ایجاد می کند. ما مشتاقیم عمیق‌تر کاوش کنیم و پتانسیل کامل آن را باز کنیم.”

اکنون، در یک پیشرفت پیشگامانه با پیامدهای گسترده برای سلامت جهانی، تیمی از محققان به رهبری مشترک هیون (میشل) کو از دانشکده پزشکی دندانپزشکی دانشگاه پنسیلوانیا و ادوارد استیگر از دانشکده مهندسی و علوم کاربردی پن ایجاد کرده‌اند. سیستم میکرورباتیک قادر به حذف سریع و هدفمند پاتوژن های قارچی است.