بیوتکنولوژی پزشکینانوبیوتکنولوژی

پاکسازی باکتری‌ها از خون با نانوربات‌های شبه‌سلول

مهندسین دانشگاه سن دیگو کالیفرنیا، ربات‌های خودروی اولتراسوند کوچکی را ایجاد کرده‌اند که می‌توانند در جریان خون به گردش درآیند و باکتری‌های مضر و سموم آن‌ها را از بین ببرند. این نانوربات‌ها می‌توانند در ارائه یک راه‌حل ایمن و کارآمد جهت سم‌زدایی و ضدعفونی کردن مایعات بیولوژیکی مفید واقع شوند.


این نانوربات‌ها نانوسیم‌هایی از طلا هستند که با یک پوشش هیبریدی متشکل از غشاهای گلبول‌های قرمز خون و پلاکت‌ها احاطه شده‌اند. این پوشش غشایی هیبریدی این امکان را برای نانوربات‌ها فراهم می‌کند تا بتوانند به‌طور همزمان وظایف دو سلول متفاوت را انجام دهند. این سلول‌ها شامل پلاکت‌ها و گلبول‌های قرمز هستند که به‌ترتیب در اتصال به پاتوژن‌هایی نظیر باکتری‌های MRSA (یک سویه مقاوم به آنتی‌بیوتیک استافیلوکوکوس اورئوس) و جذب و خنثی کردن سموم تولید شده توسط آن‌ها نقش دارند. بدنه طلای نانوربات‌ها به اولتراسوند پاسخ می‌دهند که توانایی شنا کردن سریع و بدون نیاز به هیچ‌گونه سوخت شیمیایی را برای آن‌ها فراهم می‌کند. این تحرک باعث می‌شود نانوربات‌ها به‌طور موثر با اهداف خود (باکتری‌ها و سموم) در خون مخلوط شوند و سرعت سم‌زدایی افزایش یابد.

این کار ترکیبی از فناوری‌های پیشگام انجام شده توسط Joseph Wang و Liangfang Zhang، استادان دانشکده نانو مهندسی سن دیگو کالیفرنیا است. تیم Wang، نانوربات‌های مبتنی بر اولتراسوند را توسعه دادند و تیم Zhang تکنولوژی جدیدی را برای پوشش‌دار کردن نانوذرات با استفاده از غشاهای سلولی طبیعی ارائه داد. Wang گفت: «ما می‌توانیم با یکپارچه‌سازی پوشش‌های سلولی طبیعی بر روی نانوماشین‌های مصنوعی، از ربات‌های کوچک با قابلیت‌های جدید مانند حذف پاتوژن‌ها و سموم از بدن و سایر بافت‌های زمینه‌ای بهره‌مند شویم. این یک پلت‌فرم مناسب برای درمان‌های مختلف و کاربردهای سم‌زدایی زیستی است.»

Berta Esteban-Fernández de Ávila، نویسنده ارشد این مقاله، ادامه داد: «ایده این است که نانوربات‌های چند منظوره‌ای را ایجاد کنیم که توانایی انجام کارهای مختلف زیادی را در یک زمان داشته باشند. ترکیب غشاهای سلولی گلبول‌های قرمز خون و پلاکت‌ها در پوشش هر نانوربات، پلاکت‌های همکاری‌کننده‌ای هستند که باکتری را هدف قرار می‌دهند، این درحالی است که گلبول‌های قرمز، سموم آن‌ها را جذب و خنثی می‌کنند.»

این پوشش همچنین از نانوربات‌ها در برابر فرایندی به‌نام بیوفولینگ یا رسوب زیستی محافظت می‌کند. بیوفولینگ زمانی رخ می‌دهد که پروتئین‌ها بر روی سطح اشیای خارجی تجمع می‌یابند و از عملکرد طبیعی نانوربات‌ها جلوگیری می‌کنند.

محققان پوشش هیبریدی را با اولین جداسازی غشاهای سراسری از پلاکت‌ها و گلبول‌های قرمز تولید کردند. سپس از امواج صوتی با فرکانس بالا برای ترکیب کردن غشاها استفاده کردند. از آنجا که غشاها از سلول‌های حقیقی گرفته شده‌اند، شامل تمام عملکردهای پروتئینی سطح سلول اصلی هستند. محققان برای ساختن نانوربات‌ها، غشاهای هیبریدی را با استفاده از شیمی سطح خاص بر روی نانوسیم‌های طلا قرار دادند.

این نانوربات‌ها حدود ۲۵ برابر کوچکتر از عرض یک تار موی انسان هستند و هنگامی‌که با استفاده از اولتراسوند شارژ می‌شوند، می‌توانند با سرعت بیش ‌از ۳۵ میکرومتر بر ثانیه در جریان خون حرکت کنند. در این مطالعه، محققان از نانوربات‌ها برای درمان نمونه‌های خون آلوده به MRSA و سموم آن‌ها استفاده کردند. پس از گذشت ۵ دقیقه، سطح باکتری‌ها و سموم آن‌ها در نمونه‌های خون مورد آزمایش نسبت به گروه‌های شاهد ۳ برابر کاهش یافت.

این مطالعه همچنان در مراحل اولیه خود قرار دارد. محققان خاطرنشان می‌کنند که به‌طور ویژه هدف نهایی این مطالعه، استفاده از نانوربات‌ها برای درمان عفونت‌های ناشی از MRSA نیست و به‌طور کلی برای سم‌زدایی مایعات بیولوژیک مورد استفاده قرار می‌گیرند. در آینده اثرات این ترکیبات در مدل‌های حیوانی مورد مطالعه قرار خواهد گرفت. این تیم همچنین بر روی ساخت نانوربات‌ها ساخته شده از مواد زیست تخریب‌پذیر به جای طلا مطالعه می‌کنند.

لینک خبر
لینک مقاله
عضویت در زیست فن پزشکی
عضویت در کانال زیست فن

Rate this post
برچسب‌ها
نمایش بیشتر

نوشته‌های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
EnglishIran
بستن
بستن