في حالة مقاومة المضادات الحيوية ، عالج التليف الكيسي بالجسيمات النانوية

أظهرت دراسة جديدة أن الأطفال المصابين بمرض التليف الكيسي الخلقي يستفيدون من العلاج بالاستنشاق بمحلول ملحي مفرط التوتر والذي يبدأ مبكرًا جدًا. (الصورة: Zerbor / fotolia.com)

التليف الكيسي: التغلب على مقاومة المضادات الحيوية باستخدام الجسيمات النانوية

التليف الكيسي هو مرض استقلابي خلقي. في ألمانيا وحدها ، يعاني حوالي 8000 شخص من هذا المرض المستعصي ، وخاصة الأطفال والشباب. تعد التهابات الجهاز التنفسي من أكثر الأمراض الثانوية شيوعًا. نجح الباحثون الآن في تطوير طريقة لعلاج التهابات الجهاز التنفسي المميتة في كثير من الأحيان. ينصب التركيز على الجسيمات النانوية التي تجلب المضادات الحيوية بشكل أفضل إلى وجهتها.

'

حوالي 8000 مريض بالتليف الكيسي في ألمانيا

وفقًا لخبراء الصحة ، هناك ما يصل إلى 8000 مريض مصاب بالتليف الكيسي في هذا البلد. يُولد سنويًا طفل واحد من بين 3300 طفل في ألمانيا مصابًا بمرض التمثيل الغذائي غير القابل للشفاء. يمكن أن يساعد التشخيص المبكر والبدء المبكر في العلاج في تحسين نوعية الحياة ومتوسط ​​العمر المتوقع لمرضى التليف الكيسي بشكل ملحوظ. من أجل تحقيق ذلك ، تم دمج فحص المرض الأيضي في فحص حديثي الولادة. غالبًا ما يمكن علاج الأطفال المصابين بالتليف الكيسي جيدًا. يحارب الأطباء والصيادلة من جامعة جينا التليف الكيسي بالجسيمات النانوية.

نجح الباحثون في تطوير طريقة فعالة لعلاج التهابات الجهاز التنفسي ، والتي غالبًا ما تكون قاتلة لمرضى التليف الكيسي. ينصب التركيز على الجسيمات النانوية التي تجلب المضادات الحيوية بشكل أفضل إلى وجهتها. (الصورة: Zerbor / fotolia.com)

وظيفة التنظيف الذاتي للرئتين مضطربة

في التليف الكيسي (CF) ، يتم تعطيل بروتين قناة على سطح الخلية بسبب الطفرات.

هذا يقلل من محتوى الماء للإفرازات المختلفة في الجسم - يتشكل مخاط قاسي ، وفقًا لتقرير جامعة فريدريش شيلر في جينا في رسالة نشرتها علوم خدمة المعلومات (idw).

والنتيجة هي الاضطرابات الوظيفية في الأعضاء الداخلية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن المخاط يسد المسالك الهوائية. لا يؤدي هذا إلى تعطيل وظيفة التنظيف الذاتي للرئتين فحسب ، بل يؤدي أيضًا إلى استعمار المخاط بالبكتيريا.

تتطور الالتهابات المزمنة نتيجة لذلك. تتضرر الرئتان بشدة ، مما يؤدي غالبًا إلى الوفاة أو الزرع.

بفضل التقدم الطبي ، يبلغ متوسط ​​العمر المتوقع للمرضى الآن حوالي 40 عامًا.

تلعب العلاجات طويلة المدى بالمضادات الحيوية المستنشقة ، والتي لا تمنع الاستعمار البكتيري ، ولكن على الأقل إبقائها تحت المراقبة لفترة أطول من الوقت ، دورًا رئيسيًا في هذا.

ومع ذلك ، تدافع البكتيريا عن نفسها من خلال تطوير المقاومة وتشكيل ما يسمى الأغشية الحيوية داخل وتحت الطبقة المخاطية ، والتي تحمي بشكل خاص البكتيريا الموجودة في الصفوف السفلية مثل الدرع الواقي.

طريقة معقدة لمسببات الأمراض

نجح باحثون في جامعة فريدريش شيلر في جينا الآن في تطوير طريقة أكثر فاعلية لعلاج التهابات الجهاز التنفسي المميتة في كثير من الأحيان. ينصب التركيز على الجسيمات النانوية التي تجلب المضادات الحيوية بشكل أفضل إلى وجهتها.

"كقاعدة عامة ، تدخل الأدوية الجسم عن طريق الاستنشاق ثم تنتقل في طريق معقد إلى مسببات الأمراض ، والتي يقع الكثير منها على جانب الطريق ،" يوضح البروفيسور د. داغمار فيشر من رئيس قسم التكنولوجيا الصيدلانية في جامعة جينا ، مع زميلها البروفيسور د. قاد المشروع ماتياس بليتز من مركز طب العدوى ونظافة المستشفيات في مستشفى جامعة جينا.

يجب أن يكون لجزيئات المكون النشط حجمًا معينًا للوصول إلى الممرات الهوائية العميقة وعدم الارتداد في مكان ما مسبقًا.

بعد كل شيء ، يجب عليهم اختراق الطبقة السميكة من المخاط على الشعب الهوائية والطبقات السفلية من الغشاء الحيوي البكتيري.

تصل الجسيمات النانوية إلى وجهتها بسهولة أكبر

من أجل التغلب على المقاومة المركزة ، قام الباحثون بتغليف المكونات النشطة مثل المضاد الحيوي توبراميسين في بوليمر بوليستر.

لقد اختبروا الجسيمات النانوية الناتجة في المختبر ، حيث قاموا سابقًا بمحاكاة حالة الرئة الحالية - سواء في حالة ثابتة أو ديناميكية ، أي مع حركات التدفق المحاكاة.

لهذا الغرض ، طورت مجموعة العمل في Pletz أنظمة اختبار جديدة يمكنها تمثيل الوضع في الرئتين بشكل أفضل.

وجد العلماء أن جزيئاتهم النانوية تمر عبر شبكة تشبه الإسفنج من الطبقة المخاطية بسهولة أكبر من المكون النشط النقي وتقتل مسببات الأمراض في النهاية دون أي مشاكل.

كما أن الطلاء الإضافي المصنوع من البولي إيثيلين جلايكول يجعله غير مرئي تقريبًا لجهاز المناعة. يوضح فيشر: "جميع المواد الموجودة في الحامل النانوي متوافقة حيوياً ، وقابلة للتحلل ، وغير سامة ، وبالتالي فهي غير ضارة للإنسان".

استعادة فعالية المضاد الحيوي

لا يعرف علماء جينا بعد بالضبط سبب محاربة الجسيمات النانوية للبكتيريا بشكل أكثر فاعلية. لكنهم يريدون الكشف عن ذلك أخيرًا في العام المقبل.

"لدينا افتراضان: إما أن طريقة النقل الأكثر كفاءة تنقل عنصرًا أكثر نشاطًا بشكل ملحوظ إلى مصدر العدوى أو أن الجسيمات النانوية تتغلب على آلية الدفاع التي طورتها البكتيريا ضد المضاد الحيوي ،" يوضح الصيدلاني في جينا.

"هذا الأخير يعني أننا نجحنا في استخدام الجسيمات النانوية لاستعادة فعالية المضاد الحيوي الذي فقده بالفعل من خلال تكوين المقاومة من قبل البكتيريا."

"على وجه التحديد ، نشك في أن البكتيريا من الطبقات السفلية للغشاء الحيوي تسقط في نوع من الشتاء القاسي ولا تمتص أي مواد من الخارج بصعوبة. في هذه المرحلة يكونون غير معرضين لمعظم المضادات الحيوية التي تقتل البكتيريا المنقسمة فقط. تنقل الجسيمات النانوية المضادات الحيوية تقريبًا ضد إرادة البكتيريا إلى داخل الخلية ، حيث يمكنها تطوير تأثيرها "، يضيف ماتياس بليتز.

محاربة التهابات مجرى الهواء بشكل أكثر كفاءة في مرضى التليف الكيسي

بالإضافة إلى ذلك ، لا يزال يتعين على فريق البحث في جينا تحضير الجسيمات النانوية للاستنشاق. لأنه عند 200 نانومتر ، يكون الجسيم أصغر من أن يصل إلى الممرات الهوائية العميقة.

يوضح فيشر: "يقوم نظام التنفس بتصفية الجسيمات الكبيرة جدًا والصغيرة جدًا". "هذا يترك لنا نافذة مفضلة بين واحد وخمسة ميكرومتر." وباحثو جينا لديهم بالفعل أفكار واعدة لإيجاد حلول لهذه المشكلة أيضًا.

مع توفر نتائج البحث في هذا الوقت ، فإن فريق البحث في جينا مقتنع بالفعل بأنهم قد وجدوا طريقة واعدة للغاية لمكافحة التهابات الجهاز التنفسي لدى مرضى التليف الكيسي بكفاءة أكبر ، وبالتالي من المحتمل أن يساهموا في إطالة متوسط ​​العمر المتوقع للمرضى.

يقول عالم العدوى بسعادة: "لقد تمكنا من إظهار أن عبوات الجسيمات النانوية تزيد من فعالية المضادات الحيوية ضد الأغشية الحيوية بمقدار 1000 مرة". (ميلادي)

الكلمات:  كلي الطب صالة عرض أطراف الجسم