البوليمرات الببتيد المضادة للميكروبات تدمير البكتيريا

البوليمرات الببتيد المضادة للميكروبات تدمير البكتيريا





https://encrypted-tbn0.gstatic.com/i...9D7R7ZiRtjnR_g


البوليمرات الببتيد المضادة للميكروبات تدمير البكتيربا فريق من محققي مستشفى ماساتشوستس العام بتطوير بوليمر مضاد للمضادات الحيوية يمكن أن يبسط إلى حد كبير علاج العدوى المشتركة الاصطناعية. ويصف الباحثون في تقريرهم المنشور في Natural Biomedical Engineering كيف أن الغرسات المصنوعة من هذه المادة نجحت في القضاء على نوعين من العدوى الاصطناعية في النماذج الحيوانية.
حاليا، فإن معظم الإصابات التي تنطوي على استبدال الأطراف الاصطناعية المشتركة تتطلب عملية من مرحلتين، حيث يتعرض النشاط اليومي للمريض للخطر بشكل كبير لمدة 4-6 أشهر. إن إيصال المضادات الحيوية إلى أحد الأطراف الاصطناعية المصابة يمثل تحديا بسبب قلة إمدادات الدم إلى المنطقة. العلاج القياسي للعدوى المشتركة الاصطناعية في الولايات المتحدة ينطوي على إزالة الغرسة والأنسجة المصابة المجاورة ووضع فاصل مؤقت مصنوع من الأسمنت العظمي الذي يطلق على المضادات الحيوية والذي يبقى داخل الفضاء المشترك لمدة ستة أسابيع على الأقل وأحيانا لمدة تصل إلى ستة الشهور. خلال ذلك الوقت، قد تكون حركة المريض مقيدة بشكل كبير، اعتمادا على المشتركة المعنية. في عملية جراحية ثانية، يتم زرع بدلة اصطناعية جديدة، وذلك باستخدام الأسمنت العظمي الإفراج عن العظام. ولكن المرضى لا يزالون معرضين لخطر الإصابة المتكررة، الأمر الذي قد يؤدي إلى الحاجة إلى اندماج دائم دائم أو بتر، ولديه معدل وفيات 10-15٪. المضادات الحيوية-الافراج عن اسمنت العظام لديها العديد من القيود. قد تكون قدرتها على إطلاق جرعة فعالة من المضادات الحيوية موجزة، تستمر أكثر قليلا من أسبوع، وزيادة محتوى المضادات الحيوية يقلل من متانة المواد. وبالإضافة إلى ذلك، بعض المضادات الحيوية ذات الصفات المرغوبة لا يمكن أن تدرج في الاسمنت العظام. وبالنسبة للدراسة الحالية، قام فريق البحث - بما في ذلك المؤلف الرئيسي جيريمي فينسنتيوس سوهاردي، وهو طالب من جامعة هارفارد / معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا / دكتوراه في الطب، وكاتب كبير إبرو أورال، دكتوراه في كل من مختبر هاريس - بتصميم وتطوير بوليمر مضاد للمضادات الحيوية يمكن أن يكون دمجها في الغرسة نفسها. مما قد يؤدي إلى الحاجة إلى اندماج دائم دائم أو بتر، ولديه معدل وفيات بنسبة 10-15٪. المضادات الحيوية-الافراج عن اسمنت العظام لديها العديد من القيود. قد تكون قدرتها على إطلاق جرعة فعالة من المضادات الحيوية موجزة، تستمر أكثر قليلا من أسبوع، وزيادة محتوى المضادات الحيوية يقلل من متانة المواد. وبالإضافة إلى ذلك، بعض المضادات الحيوية ذات الصفات المرغوبة لا يمكن أن تدرج في الاسمنت العظام. وبالنسبة للدراسة الحالية، قام فريق البحث - بما في ذلك المؤلف الرئيسي جيريمي فينسنتيوس سوهاردي، وهو طالب من جامعة هارفارد / معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا / دكتوراه في الطب، وكاتب كبير إبرو أورال، دكتوراه في كل من مختبر هاريس - بتصميم وتطوير بوليمر مضاد للمضادات الحيوية يمكن أن يكون دمجها في الغرسة نفسها. مما قد يؤدي إلى الحاجة إلى اندماج دائم دائم أو بتر، ولديه معدل وفيات بنسبة 10-15٪.المضادات الحيوية-الافراج عن اسمنت العظام لديها العديد من القيود. قد تكون قدرتها على إطلاق جرعة فعالة من المضادات الحيوية موجزة، تستمر أكثر قليلا من أسبوع، وزيادة محتوى المضادات الحيوية يقلل من متانة المواد. وبالإضافة إلى ذلك، بعض المضادات الحيوية ذات الصفات المرغوبة لا يمكن أن تدرج في الاسمنت العظام. وبالنسبة للدراسة الحالية، قام فريق البحث - بما في ذلك المؤلف الرئيسي جيريمي فينسنتيوس سوهاردي، وهو طالب من جامعة هارفارد / معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا / دكتوراه في الطب، وكاتب كبير إبرو أورال، دكتوراه في كل من مختبر هاريس - بتصميم وتطوير بوليمر مضاد للمضادات الحيوية يمكن أن يكون دمجها في الغرسة نفسها. قد تكون قدرتها على إطلاق جرعة فعالة من المضادات الحيوية موجزة، تستمر أكثر قليلا من أسبوع، وزيادة محتوى المضادات الحيوية يقلل من متانة المواد. وبالإضافة إلى ذلك، بعض المضادات الحيوية ذات الصفات المرغوبة لا يمكن أن تدرج في الاسمنت العظام. وبالنسبة للدراسة الحالية، قام فريق البحث - بما في ذلك المؤلف الرئيسي جيريمي فينسنتيوس سوهاردي، وهو طالب من جامعة هارفارد / معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا / دكتوراه في الطب، وكاتب كبير إبرو أورال، دكتوراه في كل من مختبر هاريس - بتصميم وتطوير بوليمر مضاد للمضادات الحيوية يمكن أن يكون دمجها في الغرسة نفسها. قد تكون قدرتها على إطلاق جرعة فعالة من المضادات الحيوية موجزة، تستمر أكثر قليلا من أسبوع، وزيادة محتوى المضادات الحيوية يقلل من متانة المواد. وبالإضافة إلى ذلك، بعض المضادات الحيوية ذات الصفات المرغوبة لا يمكن أن تدرج في الاسمنت العظام. وبالنسبة للدراسة الحالية، قام فريق البحث - بما في ذلك المؤلف الرئيسي جيريمي فينسنتيوس سوهاردي، وهو طالب من جامعة هارفارد / معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا / دكتوراه في الطب، وكاتب كبير إبرو أورال، دكتوراه في كل من مختبر هاريس - بتصميم وتطوير بوليمر مضاد للمضادات الحيوية يمكن أن يكون دمجها في الغرسة نفسها.

البوليمرات الببتيد المضادة للميكروبات تدمير البكتيريا
واستنادا إلى النماذج الرياضية والإحصائية، فإن المواد التي طورتها تحتوي على مجموعات المضادات الحيوية التي شكلت بشكل غير منتظم، مما يجعلها قادرة على إطلاق جرعات المخدرات الفعالة على مدى فترات طويلة من الزمن دون المساس بقوة المواد. تم اختبار الغرسات المصنوعة من هذا البوليمر في النماذج الحيوانية للعدوى المشتركة الاصطناعية المنتجة إما عن طريق حقن ستاف. حل يحتوي على المذهبة في الطرف الاصطناعي أو زرع قضيب التيتانيوم مغطاة ستاف. بيوفيلم أوريوس، وهو طلاء من البكتيريا التي يصعب علاجها بشكل خاص. في كلتا الحالتين، بوليمر الإفراج عن المضادات الحيوية بنجاح القضاء على العدوى، في حين أن زرع فاصل الأسمنت العظام الافراج عن المخدرات لم يكن فعالا. "استخدمنا نموذجين منفصلين للعدوى لأنه، بالإضافة إلى تسريع الانتعاش من المرضى وتقليل فرصة المضاعفات، والقضاء على إجراء الجراحي الثاني يجب أن تقلل من التكاليف الإجمالية. ويعمل الفريق حاليا مع إدارة الغذاء والدواء والهيئات التنظيمية الأخرى لمتابعة الموافقات اللازمة وتطوير هذه المواد إلى منتجات سريرية.بالإضافة إلى تسريع الانتعاش من المرضى وتقليل فرصة المضاعفات، والقضاء على إجراء الجراحي الثاني يجب أن تقلل من التكاليف الإجمالية. ويعمل الفريق حاليا مع إدارة الغذاء والدواء والهيئات التنظيمية الأخرى لمتابعة الموافقات اللازمة وتطوير هذه المواد إلى منتجات سريرية.
سوبيربوجس
يمكن أن تكون "سوبيربوجس" المقاومة للمضادات الحيوية قريبا شيئا من الماضي بعد أن اكتشف فريق من العلماء الأستراليين بروتين الذي يمزقهم حرفيا. وقام فريق من بينهم تشياو، وإريك رينولدز، ومرشح الدكتوراه شو لام- بنشر ورقة في ناتشر ميكروبيولوغي تصف تقنية بديلة واعدة لمكافحة البكتيريا المقاومة للأدوية المتعددة. وبدلا من تصميم العلاج التقليدي بالمخدرات الكيميائية، طور الفريق ما يسمونهبوليمرات الببتيد المضادة للميكروبات النانوية المهندسة هيكليا (سنابس).وقد استلهم الباحثون من الببتيدات المضادة للميكروبات الطبيعية، والتي هي البروتينات الصغيرة التي تلعب أدوارا هامة في أجهزة المناعة للكثير من الكائنات الحية. صمم العلماء بدقة البوليمرات، وصولا إلى مستوى اللبنات الفردية - الأحماض الأمينية، التي من شأنها أن تشكل الببتيدات.
من بين العديد من الأحماض الأمينية المتاحة لهم، اختار العلماء ليسين و فالين. ليسين هو الموجبة الموجبة الموجبة، وتم اختيارها لأن الببتيدات الموجبة كانت معروفة بالفعل لعرض النشاط المضاد للميكروبات.فالين، من ناحية أخرى، هو دون تغيير، وبالتالي مسعور، وهذا يعني أنه لا يتفاعل بشكل إيجابي مع الماء أو الجزيئات القطبية الأخرى. منذ المواد مسعور تتفاعل بشكل إيجابي مع المواد مسعور الأخرى، و هدروفوبيسيتي فالين تمكن سنابس لتسلل غشاء الخلية، والذي هو أيضا معظم مسعور. بدلا من مجرد إنشاء سلاسل طويلة من الأحماض الأمينية أو السماح للبوليمرات إلى تجميع الذاتي، وربط الباحثون مجموعات من 16 أو 32 سلاسل إلى جوهر متعدد الوظائف، والتي عملت على تعزيز ذوبان المياه وخلق شكل نجمة مميزة.
البحوث و التنمية
قيم الباحثون نشاط ال سنابس ضد أنواع مختلفة من البكتيريا. كانت سنابس نشطة ضد جميع الأنواع البكتيرية ولكنها كانت فعالة بشكل خاص ضد البكتيريا سالبة الجرام مثل E. القولونية . وتتميز البكتيريا السالبة الجرام بغشاء خارجي يعمل عادة كحاجز شديد الكتلة، لكن الباحثين اكتشفوا أن سنابس يمكن أن تخترق هذا الغشاء لأن لديهم تقارب كبير لجزيئات محددة وجدت عليه. وكان العلاج فعالا على قدم المساواة ضد سلالات مقاومة للمضادات الحيوية وذات حساسية من البكتيريا. فعالية سنابس ضد البكتيريا سالبة الجرام أهمية خاصة لأنه لا توجد المضادات الحيوية قيد التطوير حاليا فعالة ضد الالتهابات سلبية الغرام.
و سنابس لديها آليات متعددة من خلايا القتل، مما يجعل من الصعب على البكتيريا لتطوير المقاومة ضدهم. التركيبة مسعور البوليمرات جزئيا يسمح لهم التسلل إلى الغشاء، ولكن مرة واحدة فعلوا ذلك، الأحماض الأمينية ذات الشحنة الإيجابية تعطل سلامة الغشاء ومنع تنظيم تدفق الأيونات. البوليمرات على شكل نجمة يمكن حتى تجميع ومزق الغشاء. و سنابس قد تؤدي أيضا إلى العمليات الخلوية التي تحفز موت الخلايا المبرمج، أو انتحار الخلية. كل هذه الآليات من المضادات الحيوية عمل مثير للإعجاب بشكل فردي، ولكن عندما يقترن في جزيء واحد فهي قوية بشكل لا يصدق وصعبة للبكتيريا للقتال. حتى بعد تعريض 600 جيل من البكتيريا إلى تركيزات منخفضة من سنابس، لم يتمكن الباحثون من الكشف عن المقاومة البكتيرية للعلاج.
لجلب العلاجات مثل سنابس في الاستخدام المنتظم، هناك حاجة إلى مزيد من البحوث والتنمية، والتجارب السريرية في نهاية المطاف.
القدرة العلاجية
إن هذه الببتيدات مرشحة لأن تكون عواملاً علاجية فعالة، وقابلة للتطوير ولأن تكون متممة لعمل المضاد الحيوية التقليدية، لانها بشكل مختلف عن المضادت الحيوية التقليدية، لايبدو أنها تحرض مقاومة للمضادات الحيوية، لان لديها طيفاً واسعا ً من التأثير والفعالية (حيث أنها قادرة على إبادة الميكروب وليس تثبيط نموه) وذلك خلال فترة زمنية قصيرة جداً، كما أنه هناك عدد من الببتيدات المتشكلة طبيعياً، ومشتقاتها أيضا، قد تم تطويرها بحيث تكون مضادات التهابية حديثة لها تأثيراً فاعلاً في الاغشية المخاطية الفموية، والتهابات الرئة، والتي يرافقها التليف الكيسي والالتهابات الجلدية