نوری که باکتری ها را از بین می برد: جایگزین آنتی بیوتیک های ایجاد شده در روسیه

فن آوری

URL کوتاه دریافت کنید

سازمان بهداشت جهانی متقاعد شده است که یکی از بزرگترین تهدیدات بشریت ، مقاومت سریع باکتریها در برابر آنتی بیوتیک ها به دلیل استفاده غیرقابل کنترل آنها است. یک پروژه علمی روسی ، بخش فیزیکی انجام شده توسط متخصصان در MEPhI ، راه حل احتمالی این مشکل را ارائه می دهد.

نویسندگان ادعا می کنند ، توسعه جدید درمان زخم های سخت قابل ترمیم ، سوختگی و سایر کانون های تهدید باکتریایی را تسهیل می کند. برای اطلاع از آخرین دستاوردهای دانشمندان روسی ، مطالب جدید Sputnik را بخوانید.

مقاومت صفر

دانشمندان بر این باورند که یک راه حل برای این چالش جهانی می تواند توسعه درمان فوتودینامیکی ضد باکتری (aPDT) باشد. طبق مطالعات متعدد ، عوامل بیماری زا نمی توانند در برابر این نوع درمان مقاومت کنند.

اثر ضد میکروبی aPDT مبتنی بر استفاده از مواد خاص ، حساسیت به نور است که به بدن تزریق می شود و با استفاده از یک ساطع کننده خاص در طول درمان با نور تابش می شود. انرژی نوری حاصل از آن به مولکول های اکسیژن منتقل شده و آنها را به یک فرم فعال تبدیل می کند که با عفونت مبارزه می کند.

تیمی از دانشمندان ، از جمله فیزیکدانان انستیتوی فیزیک عمومی پروخوروف آکادمی علوم روسیه (GPI RAS) و دانشگاه ملی تحقیقات هسته ای MEPhI ، میکروب شناسان از م Instituteسسه تحقیقات گامالیا و شیمی دانان از مرکز علمی دولتی “موسسه تحقیقات نیمه آلی” -Products and Dyes ”(NIOPIK) ، استفاده از باکتریوکلرینهای پلی کاتیونی مصنوعی را به عنوان نورساز نشان داد. برخلاف اکثر آنتی بیوتیک ها که فقط یک نوع باکتری را هدف قرار می دهند ، این ترکیبات در درمان aPDT اثر جهانی دارند. دانشمندان بر این باورند که با این کار نیاز به شناسایی نوع تهدید باکتریایی در عمل بالینی از بین می رود و در نتیجه باعث صرفه جویی در وقت و منابع می شود.

طبق دستورالعمل های WHO ، هر دارویی که تعداد سلول های بیماری زا فعال را حداقل 103 برابر کاهش دهد ، یک ماده ضد باکتری موثر محسوب می شود. به گفته دانشمندان MEPhI ، باکتریوکلرینهایی که استفاده می کنند حداقل 10 برابر از این رقم فراتر رفته است.

باکتری ها از چه ترس دارند؟

اول از همه ، این کارایی به دلیل توانایی قوی باکتریوکلرین ها در جذب نور و متعاقبا انتقال انرژی به اکسیژن موجود در بدن حاصل می شود. تخریب سریع باکتریها با تأثیر شکل فعال اکسیژن “شارژ شده” با انرژی حاصل از حساسیت به نور ، تضمین می شود.

ثانیاً ، باکتریوکلرین ها دارای بار الکتریکی مثبت در محلول هستند که طبق مطالعات اخیر ، اثرات حساسیت به نور را در برابر باکتری ها هم در حالت آزاد و هم به صورت بیوفیلم افزایش می دهد.

ثالثاً ، باکتریوکلرین ها به طور موثری نور را در محدوده مادون قرمز نزدیک جذب می کنند. دانشمندان توضیح دادند که این منطقه از طیف شامل به اصطلاح “پنجره شفافیت بافت های بیولوژیکی” است ، به این معنی که نور با این طول موج می تواند به عمق بیشتری در بافت های بدن نفوذ کند. علاوه بر این ، جذب نور رنگدانه های ساطع شده توسط برخی از باکتری های بیماریزا در این طیف کاهش می یابد ، و امکان استفاده قابل توجهی از انرژی بیشتر برای فعال سازی حساسیت به نور را فراهم می کند.

“این آزمایشات نشان داد که کارایی بالای باکتریوکلرینها در برابر باکتریهای مقاوم در برابر آنتی بیوتیک وجود دارد ، و اینها هر دو باکتری های گرم مثبت کمتر تهاجمی و باکتریهای گرم منفی تهاجمی تر هستند. این ، دانش آموخته کارشناسی ارشد در انستیتوی فیزیک و مهندسی در پزشکی پزشکی در MEPhI ، Ekaterina Akhlyustina ، گفت که این شانس موفقیت ما را در آزمایشات بالینی واقعی بسیار افزایش می دهد.

بگذارید نوری باشد

محققان MEPhI معتقدند ، امیدوار کننده ترین منطقه کاربرد PDT ضد باکتری ، درمان زخم ها و سوختگی های عفونی شدید و طولانی مدت است. به گفته آنها ، این روش نه تنها قادر به تسریع در بهبود است ، بلکه می تواند اثر آرایشی خوبی نیز ایجاد کند.

“این ترکیبات می توانند در مرحله فعلی آزمایش برای اهداف فنی – به عنوان مثال ، برای ضد عفونی موثر سطح در بیمارستانها” استفاده شوند. ما امیدواریم که متعاقباً یک محصول دارویی مبتنی بر باکتریوکلرین ها برای استفاده در داروهای انسانی و دامپزشکی تولید کنیم. “

©
عکس: ایوان گولوکوف / سرویس مطبوعاتی دانشگاه هسته ای تحقیقات ملی MEPhI

اکاترینا اخلیوستینا

به گفته دانشمندان ، یکی از مشکلات فیزیکی در توسعه روش aPDT تجمع حساسیت به نور ، یعنی تشکیل “توده” های ماده است که به طور قابل توجهی اثربخشی درمان را کاهش می دهد. متخصصان MEPhI در حال انجام اقدامات عملی برای مقابله با این پدیده هستند.

کارشناسان MEPhI همچنین توضیح دادند که لازم است در هنگام ایجاد نورسازهای جدید ، پایداری و خصوصیات فوتودینامیکی ترکیبات سنتز شده به دقت بررسی شود. این امر بعداً امکان تنظیم دوز صحیح برای ایجاد فرم دوز ترکیبات جدید را فراهم می کند. همانطور که دانشمندان توضیح دادند ، مهمترین نکته برای موثر بودن aPDT ، انتخاب غلظت های لازم مواد و دوز تابش نور مناسب است.

ترکیبات شیمیایی مورد استفاده توسط تیم تحقیقاتی به عنوان ضد حساسیت به نور قبلاً ثبت اختراع شده است. وظیفه بعدی محققان MEPhI ، مطالعات طیفی از ترکیبات باکتریوکلرین پایدار با حداقل تجمع و همچنین آماده سازی برای آزمایش روی اندامها و بافتهای حیوانات و انسان است.