ورود
ثبت نام

تشخیص پنومونی با ذرات نانو 1397/10/5


با استفاده ازذرات نانو، با آزمایش ساده ادرار میتوان پنومونی ( ذات الریه )را تشخیص داد.

30 نوامبر 2018

پنومونی، یک بیماری تنفسی است که سالانه حدود 50 هزار نفر را درتنهادر ایالات متحده می کشد،که توسط بسیاری از میکروب های مختلف، از جمله باکتری ها و ویروس ها ایجاد شود. تشخیص سریع پنومونی برای درمان موثر ضروری است، به ویژه در مواردی که در بیمارستان دریافت می شود که اغلب شدیدتراز بقیه است. با این حال، رویکردهای تشخیصی فعلی اغلب چندین روز طول می کشد تا نتایج قطعی به دست آیند، وتجویز درمان مناسب برای پزشکان سخت تر است.

 


محققان MIT در حال حاضر تکنولوژی مبتنی برذرات نانورا توسعه داده اند که می تواند برای بهبود سرعت تشخیص استفاده شود. Sangeeta Bhatia، John و Dorothy Wilson پروفسور علوم بهداشت و فن آوری و مهندسی برق و علوم کامپیوتری و نویسنده ارشد این مطالعه می گوید این نوع سنسوربر اینکه درمان آنتی بیوتیک به این نوع عفونت موفقیت آمیز بوده نظارت دارد .

"اگر علائم بیمار از بین برود، پس شما فرض می کنید که دارو در حال کار است. اما اگر علائم بیمار از بین نرود، شما می خواهید ببینید که باکتری هنوز در حال رشد است. ما در تلاش برای حل این مسئله هستیم

سنسورها در بدن

چند سال پیش، باتیا و همکارانش یک رویکرد تشخیصی را توسعه دادند که سیگنال های بیومارکرهای ( نشانگر زیستی )موجود در بدن را تقویت می کند - به ویژه آنزیم هایی که پروتئاز ها نامیده می شوند و پروتئین های دیگر را می شکند. ژنوم انسان بیش از 500 پروتئاز مختلف را کدگذاری می کند که هر کدام از آنها پروتئین های مختلف را هدف قرار می دهد.

این گروه ذرات نانورا پوشش داده و با پپتیدها (پروتئین های کوتاه) پوشیده شده است که می تواند توسط پروتئاز های خاصی مانند آنهایی که توسط سلول های سرطانی بیان می شوند خرد شود. هنگامی که این ذرات به بدن تزریق می شوند، در تومورها انسداد می یابند، و پروتئازها پپتیدهای نانو را از بین می برند. این پپتیدها به عنوان زباله حذف می شوند و می توانند با یک آزمایش ادرار ساده شناسایی شوند.

Bhatia می گوید.:ما بر این ایده کار کرده ایم که اندازه گیری فعالیت آنزیم می تواند راهی جدید برای درون بدن شما باشد .

در مطالعات اخیر، او نشان داده است که این روش می تواند برای تشخیص انواع مختلف سرطان ها، از جمله تومور های بسیار کوچک تخمدان، می تواند تشخیص زود هنگام سرطان تخمدان را فراهم کند.

محققان برای مطالعه جدید خود، می خواستند امکان تشخیص عفونت را با تشخیص پروتئین های تولید شده توسط میکروب ها بررسی کنند. آنها با یک گونه از باکتری هایی که سودوموناس آئروژینوزا( Pseudomonas aeruginosa) نامیده می شوند شروع کردند که می تواند باعث ایجاد پنومونی شود و علت رایج بیماری های بیمارستانی است. پروتئین سودوموناس LasA نامیده می شود  

محققان همچنین یک سنسور مبتنی برذرات نانو را که قادر به پاسخ ایمنی میزبان به عفونت است، ایجاد می کند. این ذرات نانودر پپتیدها پوشیده شده اند که توسط یک نوع پروتئاز به نام الاستاز شکسته می شوند که توسط سلول های ایمنی به نام نوتروفیل ها تولید می شود

در بعضی از بیماران مبتلا به پنومونی، حتی اگر یک آنتی بیوتیک از باکتری ها باعث عفونت شود، اشعه X اشعه ی قفسه سینه ممکن است التهاب را نشان دهد چرا که نوتروفیل ها هنوز فعال هستند. با استفاده از این دو سنسور می تواند نشان دهد که آیا آنتی بیوتیک عفونت را پاک کرده است یا خیر، در مواردی که اشعه ایکس قفسه سینه هنوز پس از درمان التهاب را نشان می دهد.

حسگرها می توانند به شما کمک کنند تا بین عفونت و التهاب تمایز ایجاد کنید. »Bhatia می گوید. "آنچه که در این مقاله نشان دادیم این است که وقتی با آنتی بیوتیک مناسب درمان می شوید، عفونت کاهش می یابد، اما التهاب همچنان ادامه دارد."

محققان همچنین نشان دادند که اگر موش با یک آنتی بیوتیک بی اثر مواجه شد، سطوح باکتری و سطح التهاب باقی می ماند. این نوع آزمایش می تواند به تشخیص اینکه آیا آنتی بیوتیک عمل می کند.

تشخیص بسیاری از عفونت ها

 

برای این مطالعه، محققان، ذرات نانورا به داخل وریدی تزریق می کنند، اما اکنون در حال کار بر روی نسخه پودری هستند که می توانند در معرض استنشاق قرار گیرند.

Bhatia تصریح می کند که این روش می تواند برای تعیین اینکه آیا یک بیمار مبتلا به پنومونی باکتری یا ویروسی است یا خیر، کمک می کند تا پزشکان تصمیم بگیرند که آیا بیمار بایستی آنتی بیوتیک ها را مصرف کند یا نه. آزمایش قطعی، رشد یک باکتری  چندین روز طول می کشد، بنابراین پزشکان تصمیمات خود را بر علائم بیماران و تصویربرداری اشعه ایکس، که ممکن است همیشه دقیق نباشد می گیرند.

آزمایشگاه Bhatia برای تشخیص جامع تر، اکنون در حال افزودن پپتید هایی است که می توانند با پروتئازهای دیگر باکتری هایی که موجب پنومونی و همچنین پروتئاز هایی که سیستم ایمنی میزبان در پاسخ به عفونت ویروسی یا باکتریایی تولید می کند، فعال است.

Bhatia و دیگران شرکتی به نام Glympse Bio ایجاد کرده اند که دارای تکنولوژی سنجش پروتئاز است و در حال حاضر بر روی توسعه سنسورهای پروتئاز برای استفاده در انسان ها کار می کند. در سال آینده، آنها قصد دارند یک آزمایش بالینی فاز I در یک سنسور را انجام دهند که می تواند فیبروز کبدی را تشخیص دهد، انباشت بافت زخمگاهی scar tissue که می تواند منجر به سیروز شود.

این تحقیق توسط موسسه Koch (core) Grant از موسسه ملی سرطان، Core Center Grant از موسسه ملی علوم بهداشت محیطی و موسسه ملی آلرژی و بیماری های عفونی تأمین مالی شد.

پاسخ ایمنی قوی در این تصویر ایمنی فلوئورسانس از بافت ریه آلوده به پنومونی که در آن سلول های ایمنی با رنگ سبز و قرمز رنگ می شوند دیده می شود.