از بین بردن باکتری‌ها و ابرمیکروب‌ها با کمک فناوری مبتنی بر لیزر

به گزارش خبرنگار ایمنا، پژوهشگران آمریکایی در بررسی جدید خود نشان داده‌اند که شاید بتوان با کمک یک فناوری مبتنی بر لیزر، باکتری‌ها و ابرمیکروب‌های مقاوم را از بین برد.

باکتری‌های تهدیدکننده زندگی، روز به روز در برابر آنتی‌بیوتیک‌ها مقاوم‌تر می‌شوند و جستجوی جایگزین‌هایی برای آنتی‌بیوتیک‌ها را به چالشی بزرگ تبدیل می‌کنند. یکی از این جایگزین‌ها برای کاربردهای ویژه ممکن است نوع خاصی از لیزر باشد.

پژوهشگران "مدرسه پزشکی دانشگاه واشنگتن"(WUSM) دریافته‌اند لیزرهایی که پالس‌های نوری فوق کوتاهی را ساطع می‌کنند، می‌توانند باکتری‌های مقاوم نسبت به چند دارو و هاگ‌های باکتری مقاوم را از بین ببرند. یافته‌های این پژوهش، امکان استفاده از چنین لیزرهایی را برای از بین بردن باکتری‌هایی که به سختی از بین می‌روند، فراهم می‌کند.

پژوهشگران پیشتر نشان داده‌اند که چنین لیزرهایی، به سلول‌های انسانی آسیب نمی‌رسانند و این امکان را فراهم می‌کنند که از لیزر برای استریل کردن زخم‌ها یا ضدعفونی کردن محصولات خونی استفاده شود.

"شاو وی تسن"(Shaw-Wei Tsen)، پژوهشگر ارشد این پروژه اظهار کرد: فناوری "لیزر پالسی فوق کوتاه"(ultrashort pulse laser)، پاتوژن‌ها را به طور منحصر به فردی غیرفعال می‌کند و در عین حال، به حفظ پروتئین‌ها و سلول‌های انسانی می‌پردازد. تصور کنید که پیش از بستن زخم بتوانیم پرتو لیزر را در سراسر محل به کار بگیریم و احتمال عفونت را کاهش دهیم. من می‌توانم ببینم که این فناوری به زودی برای ضدعفونی کردن محصولات بیولوژیکی در شرایط آزمایشگاهی و حتی برای درمان عفونت‌های جریان خون مورد استفاده قرار می‌گیرد.

این گروه پژوهشی، لیزرهای خود را روی باکتری "استافیلوکوکوس اورئوس مقاوم به چند دارو"(MRSA) که باعث عفونت پوست، ریه و سایر اندام‌ها می‌شود و همچنین، باکتری "اشریشیا کلی"(E. coli) تولیدکننده بتالاکتاماز که عامل عفونت‌های مجاری ادراری و اسهال است، به کار بردند. همچنین، پژوهشگران به بررسی هاگ‌های باکتری "باسیلوس سرئوس"(Bacillus cereus) پرداختند که به بروز مسمومیت غذایی و فاسد شدن غذا منجر می‌شود. هاگ‌های باسیلوس سرئوس می‌توانند در برابر جوشیدن و پختن مقاومت کنند.

لیزرها در همه موارد آزمایشی، بیش از ۹۹.۹ درصد ارگانیسم‌های مورد نظر را از بین بردند و تعداد آنها را بیش از یک هزار برابر کاهش دادند.

درمان دیابت با از بین بردن سلول‌های چربی پیر

پژوهشگران آمریکایی در بررسی جدید خود دریافته‌اند که شاید با از بین بردن سلول‌های پیر موجود در چربی بتوان به درمان دیابت کمک کرد.

پژوهشگران "دانشگاه کنتیکت" آمریکا، در بررسی جدیدی نشان داده‌اند که از بین بردن سلول‌های قدیمی ناکارآمد در چربی بدن انسان، نشانه‌های دیابت را کاهش می‌دهد. این کشف ممکن است به ارائه درمان‌های جدیدی برای دیابت نوع دو و سایر اختلالات متابولیک کمک کند.

سلول‌های بدن، خود را دائماً تجدید می‌کنند و با تولد سلول‌های جدید، مرگ سلول‌های پیر رخ می‌دهد، اما گاهی اوقات این روند کار نمی‌کند زیرا سلول‌های آسیب‌دیده همچنان باقی می‌مانند. این سلول‌های پیر باقی می‌مانند و روی سلول‌های مجاور، تأثیر منفی می‌گذارند، این اثرات نامطلوب نحوه پردازش قندها و پروتئین‌ها را در سلول‌های مجاور تغییر می‌دهد و مشکلات متابولیک را پدید می‌آورد.

دیابت نوع دو، شایع‌ترین بیماری متابولیک در آمریکا است. گزارش "مرکز کنترل و پیشگیری بیماری آمریکا"(CDC) نشان می‌دهد که حدود ۳۴ میلیون نفر به این بیماری مبتلا هستند. بیشتر افراد مبتلا به دیابت از مقاومت نسبت به انسولین مرتبط با چاقی، ورزش نکردن و رژیم غذایی نامناسب رنج می‌برند.

اکتشافات جدید پژوهشگران دانشگاه کنتیکت نشان می‌دهد که این موضوع، با سلول‌های پیر موجود در چربی بدن افراد مرتبط است. به نظر می‌رسد که پاکسازی این سلول‌های پیر، رفتار دیابتی موش‌های چاق را متوقف می‌کند. به گفته پژوهشگران، تأثیر چربی بر متابولیسم، چشمگیر است. اگر این درمان در انسان به خوبی پاسخ دهد، یک روش موفقیت‌آمیز برای درمان دیابت خواهد بود.

"مینگ زو"(Ming Xu)، سرپرست این پژوهش و همکارانش، اثربخشی ترکیب داروهای آزمایشی "داساتینیب"(Dasatinib) و "کوئرستین"(Quercetin) را بررسی کردند. پیشتر نشان داده شده است که داساتینیب و کوئرستین می‌توانند طول عمر و سلامت موش‌های مسن را افزایش دهند. آنها در پژوهش خود دریافتند که این داروها می‌توانند سلول‌های پیر بافت چربی انسان را از بین ببرند. بافت مورد استفاده در این پژوهش، توسط یک فرد مبتلا به چاقی اهدا شد. بافت چربی انسان به بروز مشکلات متابولیک در موش‌های دارای نقص ایمنی منجر شد، اما پس از درمان با داساتینیب و کوئرستین، اثرات مضر بافت چربی تقریباً از بین رفت.

دستگاه پوشیدنی که اوردوز را تشخیص می‌دهد

پژوهشگران آمریکایی، یک دستگاه پوشیدنی ابداع کرده‌اند که می‌تواند مصرف بیش از اندازه مواد افیونی را در انسان تشخیص دهد و داروی مورد نظر را به او تزریق کند.

گروهی از پژوهشگران "دانشگاه واشنگتن"(University of Washington)، یک دستگاه پوشیدنی را برای تشخیص دادن مصرف بیش از اندازه مواد افیونی و معکوس کردن اثر آنها ساخته‌اند. این دستگاه که مانند پمپ انسولین روی معده قرار می‌گیرد، زمان توقف تنفس و حرکت کاربر را حس می‌کند و تزریق "نالوکسان"(Naloxone) را انجام می‌دهد که پادزهری نجات‌بخش برای بازیابی تنفس است.

"جاستین چان"(Justin Chan)، پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: شیوع مصرف مواد افیونی طی دوره همه‌گیری کووید -۱۹، افزایش یافته و به یک بحران بزرگ برای سلامت عمومی تبدیل شده است. ما الگوریتم‌هایی را ابداع کرده‌ایم که روی یک دستگاه پوشیدنی تزریق کار می‌کنند. این دستگاه تشخیص می‌دهد که چه زمانی تنفس کاربر متوقف می‌شود و به طور خودکار به او نالوکسان تزریق می‌کند.

"ژاکوب سانشاین"، یکی از پژوهشگران این پروژه گفت: یکی از جنبه‌های منحصر به فرد مصرف بیش از اندازه مواد افیونی این است که نالوکسان بر آن تأثیر دارد و در صورت تجویز به موقع، می‌تواند جان انسان‌ها را نجات دهد.

پژوهشگران دانشگاه واشنگتن سعی دارند این دستگاه‌ها را به طور گسترده در دسترس قرار دهند، اما ابتدا به تأیید "سازمان غذا و داروی آمریکا" (FDA) نیاز دارند. سازمان غذا و داروی آمریکا در حال حاضر برای سرعت بخشیدن به تلاش در زمینه رسیدگی به این مشکل حیاتی سلامت عمومی کار می‌کند و اخیراً دستورالعمل‌های ویژه‌ای را در مورد استفاده اضطراری از دستگاه‌های تزریق منتشر کرده است.

تشخیص فوری سرطان پستان تنها با یک حسگر

پژوهشگران سنگاپور، یک حسگر دو بعدی ابداع کرده‌اند که می‌تواند به تشخیص فوری سرطان پستان کمک کند.

سلول‌ها می‌توانند سیگنال‌های الکتریکی منحصر به فردی را تولید کنند. این سیگنال‌ها را می‌توان با انواع گوناگون سرطان مانند سرطان پستان، ریه، کبد، مغز، پانکراس و پروستات مرتبط کرد. این بدان معناست که می‌توان از آنها به عنوان شاخص‌هایی برای تشخیص زودهنگام سرطان استفاده کرد، بنابراین شاید استفاده از سیگنال‌های الکتریکی به عنوان شاخص‌ها و اهداف درمان سرطان بتواند نتایج را برای بیماران مبتلا به سرطان بهبود ببخشد.

گروهی از پژوهشگران "دانشگاه فناوری و طراحی سنگاپور"و مؤسسه بیوانفورماتیک "A*STAR" در حال توسعه حسگری برای تشخیص دادن سلول‌های سرطان پستان است، زیرا سیگنال‌های الکتریکی قوی در این سلول‌ها یافت می‌شود.

سرطان پستان یکی از عوامل اصلی مرگ و میر در جهان است. خطر ابتلاء به سرطان پستان را می‌توان با انتخاب‌های سالم مانند تغذیه خوب، فعال ماندن و سیگار نکشیدن، کاهش داد. شناسایی فوری افراد در معرض خطر برای انجام دادن درمان‌ها و مراقبت‌های پزشکی مرتبط، ضروری است، در نتیجه تشخیص سیگنال‌های منتشر شده از سلول‌های سرطان پستان، توجه جامعه پزشکی را به خود جلب کرده و به بررسی و توسعه طیف گسترده‌ای از روش‌های تشخیص مانند حسگرهای زیستی الکترونیکی انجامیده است.

روش‌های سنتی تشخیص که در حال حاضر به کار می‌رود، ممکن است برای تشخیص موفقیت‌آمیز به تعداد زیادی سلول سرطانی نیاز داشته باشد. برای تشخیص زودهنگام سرطان پستان، یک فرآیند تشخیص با به کار بردن تعداد کمی از سلول‌های تومور مورد نیاز است.

این گروه پژوهشی، یک حسگر ترکیبی دوبعدی را برای تشخیص دادن سلول‌های سرطان پستان ابداع کرده‌اند. این حسگر فوق‌العاده حساس می‌تواند سیگنال‌های الکتریکی منتشر شده از تعداد بی‌سابقه‌ای از سلول‌های سرطانی را تشخیص دهد.

نتایج امیدبخش یک واکسن برای درمان عفونت ادراری

پژوهشگران آمریکایی در بررسی جدید خود، نتایج امیدبخشی را در مورد یک واکسن به دست آورده‌اند که می‌تواند به درمان عفونت ادراری کمک کند.

پژوهشگران "دانشگاه تگزاس در دالاس"(UTD) در حال بررسی کاربرد واکسن‌های موسوم به "تمام سلولی"(whole-cell) برای مقابله با عفونت ادراری هستند که بخشی از تلاش برای مقابله با مشکل جدی‌تر باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک است.

دکتر "نیکول دنیسکو"(Nicole De Nisco)، استادیار علوم بیولوژیکی و "جرمیا گاسن اسمیت"(Jeremiah Gassensmith)، استاد شیمی و بیوشیمی دانشگاه تگزاس در دالاس، اخیراً کاربرد چارچوب‌های فلزی- آلی را در محصور کردن و غیرفعال کردن سلول‌های باکتریایی به منظور ایجاد نوعی دپو(depot) که به واکسن‌ها امکان می‌دهد تا مدت بیشتری در بدن دوام بیاورند، نشان داده‌اند.

این پژوهش نشان داد که این روش، پادتن را در موش‌ها به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد و بقای بسیار بالاتری را در مقایسه با روش‌های استاندارد تهیه واکسن تمام سلولی ایجاد می‌کند.

دنیسکو گفت: واکسیناسیون به عنوان یک روش درمانی برای عفونت‌های ادراری مکرر در حال بررسی است زیرا آنتی‌بیوتیک‌ها دیگر برای حل کردن این مشکل کارآیی ندارد. بیماران، مثانه خود را برای نجات جان خود از دست می‌دهند زیرا باکتری‌ها را نمی‌توان توسط آنتی‌بیوتیک‌ها از بین برد. یکی دیگر از مشکلات، حساسیت شدید نسبت به آنتی‌بیوتیک‌ها است که در افراد مسن بیش از حد تصور رخ می‌دهد.

"انجمن اورولوژی آمریکا"(AUA) تخمین می‌زند که سالانه ۱۵۰ میلیون مورد عفونت ادراری در سراسر جهان رخ می‌دهد که شش میلیارد دلار هزینه پزشکی را به همراه دارد. اگر عفونت ادراری با موفقیت درمان نشود به بروز "سپتیسمی" (Septicemia) منجر می‌شود که می‌تواند کشنده باشد.

تأثیر سلول‌های بنیادی خون قاعدگی در کاهش مشکلات ناشی از نارسایی قلبی

بررسی‌های یک مطالعه بر روی موش‌های صحرایی نشان داد سلول‌های بنیادی خون قاعدگی در کاهش آسیب‌های ناشی از نارسایی قلبی مؤثر است.

نارسایی قلبی یکی از علل اصلی مرگ‌ومیر است. این مشکل می‌تواند به دلیل انسداد عروقی کرونری، مرگ کاردیومیوسیت‌ها (سلول‌های ایجاد کننده انقباضات قلب) و … به وجود آید. از آن جایی که سلول‌های قلبی در صورت آسیب، قابلیت بازسازی ندارند، یافتن روشی برای ترمیم این آسیب‌ها ضروری است.

بررسی‌ها نشان داده که انفارکتوس قلبی باعث ایجاد واکنش التهابی سیستمیک می‌شود و فاکتورهای التهابی از مغز استخوان، طحال و … به محل آسیب می‌روند و سبب گردش فاکتورهای التهابی در بدن و ایجاد التهاب ناخواسته در اندام‌های دوردست مانند کلیه، کبد و ریه می‌شود. به همین دلیل عملکرد فیزیولوژیک قلب، کلیه، کبد و ریه بسیار به هم وابسته است و آسیب قلبی می‌تواند باعث ایجاد مشکلاتی در این اندام‌ها شود.

پژوهشگران با انجام یک مطالعه اثرات محافظتی سلول‌های بنیادی خون قاعدگی را در عملکرد کلیه، ریه و کبد موش‌های صحرایی دارای نارسایی قلبی مورد بررسی قرار دادند. همچنین این محققان تأثیر این سلول‌های بنیادی را با سلول‌های بنیادی مشتق از مغز استخوان مقایسه کردند.

بررسی‌های این مطالعه نشان داد که سلول‌های بنیادی خون قاعدگی، نسبت به سلول‌های بنیادی مغز استخوان تأثیر قابل توجهی در کاهش التهابات دارند، این سلول‌های بنیادی سطح اینترلوکین یک بتا را در خون و سطح ژن NF-κB در بافت کلیه، ریه و کبد را کاهش دادند.

همچنین بررسی‌های این مطالعه نشان داد که استفاده از سلول‌های بنیادی خون قاعدگی میزان آپوپتوز یا مرگ برنامه‌ریزی‌شده سلولی را نیز در کلیه و ریه کاهش قابل توجهی می‌دهد. سلول‌های بنیادی خون قاعدگی، سطح iNOS (یکی دیگر از فاکتورهای التهابی) را در بافت ریه بیشتر از موارد درمانی دیگر مهار کرد.