في كل عام، يعاني أكثر من مليار شخص من عدوى تنشأ من الفطريات، وتتراوح مستويات خطورتها بين تهديد الحياة وعدوى الجهاز الدوري وتهيج الجلد الموضعي. وتكون هذه الظاهرة خطيرة لدى الأشخاص الذين جهازهم المناعي ضعيف والذين يعانون من بكتيريا مقاومة للمضادات الحيوية
نجح العلماء في شركة IBM، بالتعاون مع معهد الهندسة الحيوية وتكنولوجيا النانو في سنغافورة، لأول مرة في إعادة تدوير البلاستيك العادي المستخدم في زجاجات الشرب (PET) إلى مواد غير سامة وقابلة للتحلل الحيوي قادرة على مكافحة الالتهابات الفطرية. ونشرت نتائج دراسة جديدة حول هذا الموضوع، والتي تشمل علاج الفئران المختبرية المصابة بالتهابات العين النموذجية لاستخدام العدسات اللاصقة، الأسبوع الماضي في مقال في مجلة الطبيعة العلمية.
في كل عام، يعاني أكثر من مليار شخص من عدوى تنشأ من الفطريات، وتتراوح مستويات خطورتها بين تهديد الحياة وعدوى الجهاز الدوري وتهيج الجلد الموضعي. تكون فرص الإصابة بمثل هذه العدوى أعلى بسبب وجود قصور في عمل الجهاز المناعي، وهو أمر نموذجي لأمراض مثل الإيدز والسرطان، وكذلك لدى أولئك الذين يتلقون علاجات بالمضادات الحيوية، ومع تطور البكتيريا المقاومة لهذه العلاجات.
يواجه عالم الطب الحاجة إلى تطوير عوامل مضادة للفطريات مستهدفة من شأنها أن تقلل من تطور مقاومة الأدوية. تحتاج الأدوية المضادة للفطريات التقليدية إلى اختراق الخلية الحية، من أجل مهاجمة مصدر العدوى هناك - ولكنها تواجه صعوبة في التركيز واختراق الغشاء المحيط بالفطر. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن الفطريات تتميز بعملية التمثيل الغذائي المماثلة لتلك الموجودة في الثدييات، فقد تواجه الأدوية الموجودة صعوبة في التمييز بين الخلايا السليمة والمصابة.
استخدم باحثو شركة IBM عملية عضوية تحفيزية، من أجل تحويل البلاستيك - مثل النفايات البلاستيكية لزجاجات الشرب المستعملة - إلى جزيئات جديدة تمامًا، والتي يمكن تحويلها إلى مادة مضادة للفطريات. ويعد هذا ابتكارًا مهمًا أيضًا فيما يتعلق بجودة البيئة، نظرًا لأنه يتم حاليًا إعادة تدوير الزجاجات البلاستيكية فقط من خلال عملية الطحن الميكانيكي، ويتم إعادة استخدامها فقط في المنتجات الثانوية مثل ألياف الملابس أو السجاد أو معدات الملاعب.
איך זה עובד؟
يتم تصنيع المواد المضادة للفطريات في عملية تجميع ذاتي، بينما يتم ربط جزيئات الهيدروجين: يتم التصاق الجزيئات ودمجها في عملية تذكرنا بعملية الأفلام اللاصقة التي يتم لصقها على سطح منزلقات صغيرة (فيلكرو) - عندما وفي نهاية الطريق، يتم تشكيل ألياف نانومترية ذات خصائص فريدة. ترجع أهمية بنية الألياف إلى حقيقة أن العوامل المضادة للفطريات تنشط كأدوية فقط عندما تصل إلى هدفها في الجسم في بنية الألياف، أو كجزيء يشبه البوليمر.
تتميز ألياف النانومتر المبتكرة بشحنة كهربائية موجبة، وهي قادرة على التركيز بشكل انتقائي والاتصال فقط بأغشية الفطريات التي تحمل شحنة كهربائية سالبة، من خلال عملية كهروستاتيكية. عند الالتصاق، تخترق الألياف الجدران الغشائية للفطر وتخترقها - دون المخاطرة بتطور المقاومة لها.
وبمساعدة أدوات المحاكاة المتقدمة، أجرى الباحثون في شركة IBM محاكاة لعمليات البناء الذاتي للمادة المضادة للفطريات، وتوقعوا أن هذه التغييرات الهيكلية ستمكن من تحقيق الكفاءة العلاجية المطلوبة. والآن، بدأ الباحثون في تحديد قواعد عمليات البناء الذاتي للمواد المعقدة، والتي ستكون قادرة على معالجة الالتهابات من ناحية - وستكون قادرة على التعبئة بشكل فعال لأغراض عمليات التوصيل في الجسم، إلى الموقع في الجسم حيث يطلب منهم العمل.
لقد أثبت الحد الأدنى من تركيز الألياف النانوية القادرة على تثبيط نمو الفطريات فعاليته ضد مجموعة واسعة من أنواع العدوى.
وفي دراسات المتابعة، التي أجريت في سنغافورة، تبين أن الألياف النانوية كانت قادرة على القضاء على أكثر من 99.9% من عدوى المبيضة البيضاء، والتي تحتل المرتبة الثالثة في تواتر التهابات الدم في الولايات المتحدة - بعد ساعة واحدة فقط من العلاج. ودون تطور مقاومة للأدوية حتى بعد 11 دورة علاجية. كانت الأدوية المضادة للفطريات التقليدية مصحوبة بتطور مقاومة الفطريات بالفعل بعد ستة علاجات. وكشفت الدراسة أيضًا أن الألياف النانوية تنجح في قمع الغشاء البيولوجي للفطر بعد علاج واحد فقط، في حين أن الأدوية التقليدية ليست فعالة ضد هذا الغشاء على الإطلاق.
كما تم إثبات فعالية العلاج في التجارب التي أجريت على فئران المختبر، التي أصيبت بالعدوى النموذجية لاستخدام العدسات العلمية لدى البشر. قللت الألياف النانوية بشكل كبير من كمية الفطريات، ومنعت نمو هياكل فطرية جديدة، وقللت من شدة الالتهاب في العين. أثبتت التجربة أيضًا أن خلايا الثدييات تستمر في العمل دون انقطاع حتى بعد فترة طويلة من تعرضها للألياف النانوية - وكل ذلك دون حدوث ضرر كبير لأنسجة عين الفأر المعالج بالتقنية الجديدة.
للحصول على معلومات وتعليقات حول الموضوع على الموقع الطبي Medicalnewstoday
