آنتی بیوتیکی که استنشاق می کنید می تواند دارو را به عمق ریه ها برساند

آنتی بیوتیکی که استنشاق می کنید می تواند دارو را به عمق ریه ها برساند

تمبر زمان: 12 فوریه 2024، ساعت 5:28 بعد از ظهر
آنتی بیوتیکی که استنشاق می کنید می تواند دارو را به اعماق ریه ها برساند. جستجوی عمودی Ai.

همه ما از زمان کووید-19 بیشتر از سلامت ریه آگاه بوده ایم.

با این حال، برای افراد مبتلا به آسم و بیماری انسداد مزمن ریه (COPD)، مقابله با مشکلات ریوی یک مبارزه مادام العمر است. مبتلایان به COPD از بافت ریه بسیار ملتهب رنج می برند که متورم می شود و راه های هوایی را مسدود می کند و تنفس را سخت می کند. این بیماری شایع است و تنها در ایالات متحده سالانه بیش از سه میلیون مورد دارد.

اگرچه قابل کنترل است، اما هیچ درمانی وجود ندارد. یک مشکل این است که ریه‌های مبتلا به COPD هزاران موکوس چسبناک را بیرون می‌کشند، که مانعی را تشکیل می‌دهد که از رسیدن درمان‌ها به سلول‌های ریه جلوگیری می‌کند. این ماده لزج – زمانی که سرفه نمی‌شود – باکتری‌ها را نیز جذب می‌کند و وضعیت را تشدید می‌کند.

یک مطالعه جدید in با پیشرفتهای علمی یک راه حل بالقوه را شرح می دهد. دانشمندان یک نانوحامل برای انتقال آنتی بیوتیک ها به ریه ها ساخته اند. مانند یک سفینه فضایی بیولوژیکی، حامل دارای "درهایی" است که برای مبارزه با عفونت ها آنتی بیوتیک ها را در داخل لایه مخاطی آزاد می کند.

خود "درها" نیز کشنده هستند. آنها از یک پروتئین کوچک ساخته شده اند، غشاهای باکتریایی را پاره می کنند و DNA آنها را پاک می کنند تا سلول های ریه را از شر عفونت مزمن خلاص کنند.

این تیم یک نسخه قابل استنشاق از یک آنتی بیوتیک را با استفاده از نانوحامل مهندسی کردند. در مدل موش COPD، درمان سلول های ریه آنها را تنها در سه روز احیا کرد. سطح اکسیژن خون آنها به حالت عادی بازگشت و علائم قبلی آسیب ریه به آرامی بهبود یافت.

این تیم تحقیقاتی می‌گوید: «این استراتژی ایمنی آنتی‌باکتریایی ممکن است پارادایم فعلی مدیریت COPD را تغییر دهد نوشت در مقاله

مرا نفس بکش

ریه ها بسیار ظریف هستند. لایه‌های نازک اما انعطاف‌پذیری از سلول‌ها را تصور کنید که به لوب‌ها تقسیم شده‌اند تا به هماهنگی جریان اکسیژن در بدن کمک کنند. هنگامی که هوا از طریق نای جریان می یابد، به سرعت در میان شبکه پیچیده ای از شاخه ها پراکنده می شود و هزاران کیسه هوا را پر می کند که اکسیژن بدن را تامین می کند و در عین حال آن را از شر دی اکسید کربن خلاص می کند.

این ساختارها به راحتی آسیب می بینند و سیگار کشیدن یک محرک رایج است. دود سیگار باعث می‌شود سلول‌های اطراف ماده لزج را بیرون بیاورند که راه هوایی را مسدود کرده و کیسه‌های هوا را می‌پوشاند و عملکرد طبیعی آنها را دشوار می‌کند.

به مرور زمان، مخاط نوعی «چسب» ایجاد می‌کند که باکتری‌ها را جذب کرده و به یک بیوفیلم متراکم می‌شود. این سد بیشتر تبادل اکسیژن را مسدود می کند و محیط ریه را به محیطی مناسب برای رشد باکتری ها تبدیل می کند.

یکی از راه های متوقف کردن مارپیچ رو به پایین، از بین بردن باکتری ها است. آنتی بیوتیک های طیف گسترده پرمصرف ترین درمان هستند. اما به دلیل لایه محافظ لزج، آنها نمی توانند به راحتی به باکتری ها در عمق بافت های ریه برسند. بدتر از آن، درمان طولانی مدت شانس مقاومت آنتی بیوتیکی را افزایش می دهد و از بین بردن باکتری های سرسخت را دشوارتر می کند.

اما لایه محافظ یک نقطه ضعف دارد: فقط کمی ترش است. به معنای واقعی کلمه.

سیاست درهای باز

مانند لیمو، لایه لزج آن در مقایسه با بافت سالم ریه کمی اسیدی تر است. این عجیب و غریب به تیم ایده ای برای یک حامل آنتی بیوتیک ایده آل داد که فقط در یک محیط اسیدی بار خود را آزاد می کند.

این تیم نانوذرات توخالی را از سیلیکا - یک ماده زیستی انعطاف پذیر - ساختند و آنها را با یک آنتی بیوتیک معمولی پر کردند و "درهایی" برای آزادسازی داروها اضافه کردند.

این منافذ توسط توالی های پروتئین کوتاه اضافی کنترل می شوند که مانند "قفل" عمل می کنند. در محیط‌های معمولی راه‌های هوایی و ریه، آن‌ها در درب تا می‌شوند و اساساً آنتی‌بیوتیک‌ها را درون حباب جمع می‌کنند.

اسیدیته موضعی که در ریه‌ها با COPD آزاد می‌شود، ساختار پروتئین قفل را تغییر می‌دهد، بنابراین درها باز می‌شوند و آنتی‌بیوتیک‌ها را مستقیماً در مخاط و بیوفیلم آزاد می‌کنند - اساساً دفاع باکتری‌ها را می‌شکنند و آنها را در چمن خانه‌شان هدف قرار می‌دهند.

یک آزمایش با این معجون به یک بیوفیلم رشد یافته در آزمایشگاه در یک ظرف پتری نفوذ کرد. در مقایسه با نوع قبلی نانوذرات بسیار مؤثرتر بود، عمدتاً به این دلیل که درهای حامل یک بار در داخل بیوفیلم باز می‌شدند - در نانوذرات دیگر، آنتی‌بیوتیک‌ها به دام می‌افتند.

ناقلین همچنین می توانند در مناطق آلوده عمیق تر حفاری کنند. سلول ها دارای بار الکتریکی هستند. حامل و مخاط هر دو دارای بارهای منفی هستند که - مانند انتهای باردار مشابه دو آهنربا - حامل ها را به عمق و از بین لایه های مخاط و بیوفیلم فشار می دهند.

در طول مسیر، اسیدیته مخاط به آرامی بار حامل را به مثبت تغییر می دهد، به طوری که پس از عبور از بیوفیلم، مکانیسم "قفل" باز می شود و دارو را آزاد می کند.

این تیم همچنین توانایی این نانوذره در از بین بردن باکتری ها را آزمایش کردند. آنها در یک ظرف، چندین نوع باکتری عفونی رایج را از بین بردند و بیوفیلم آنها را از بین بردند. درمان نسبتاً ایمن به نظر می رسید. آزمایش‌های روی سلول‌های ریه جنین انسان در یک ظرف حداقل علائم سمیت را نشان داد.

با کمال تعجب، خود حامل نیز می تواند باکتری ها را از بین ببرد. در داخل یک محیط اسیدی، بار مثبت آن غشاهای باکتریایی را شکست. حشرات مانند بادکنک‌های پاره‌شده، مواد ژنتیکی را در محیط اطراف خود منتشر کردند که حامل آن را جارو کرد.

فرونشاندن آتش

عفونت های باکتریایی در ریه ها سلول های ایمنی بیش فعال را جذب می کنند که منجر به تورم می شود. رگ‌های خونی اطراف کیسه‌های هوا نیز نفوذپذیر می‌شوند و عبور مولکول‌های خطرناک را آسان‌تر می‌کنند. این تغییرات باعث التهاب می شود و تنفس را سخت می کند.

در مدل موشی COPD، درمان با نانوذرات قابل استنشاق سیستم ایمنی بیش فعال را آرام کرد. چندین نوع از سلول‌های ایمنی به سطح سالمی از فعال‌سازی بازگشتند و به موش‌ها اجازه می‌دهند از نمایه‌ای بسیار التهابی به حالتی که با عفونت‌ها و التهاب مبارزه می‌کند، تغییر وضعیت دهند.

موش‌هایی که با این نانوذرات قابل استنشاق درمان شدند، در مقایسه با موش‌هایی که همان آنتی‌بیوتیک بدون ناقل دریافت کردند، حدود 98 درصد کمتر باکتری در ریه‌های خود داشتند.

از بین بردن باکتری ها به موش ها نفس راحتی بخشید. آنها راحت تر نفس می کشیدند. سطح اکسیژن خون آنها بالا رفت و اسیدیته خون - نشانه ای از اکسیژن کم خطرناک - به حالت عادی بازگشت.

در زیر میکروسکوپ، ریه‌های درمان شده ساختارهای طبیعی را با کیسه‌های هوای محکم‌تر بازسازی کردند که به آرامی از آسیب COPD بهبود یافتند. موش‌های تحت درمان همچنین تورم کمتری در ریه‌های خود به دلیل تجمع مایعاتی داشتند که معمولاً در آسیب‌های ریوی دیده می‌شود.

نتایج، اگرچه امیدوارکننده است، اما فقط برای یک مدل COPD مرتبط با سیگار در موش ها است. هنوز چیزهای زیادی در مورد عواقب طولانی مدت درمان نمی دانیم.

اگرچه در حال حاضر هیچ نشانه ای از عوارض جانبی وجود ندارد، اما این امکان وجود دارد که نانوذرات در طول زمان در داخل ریه ها تجمع کنند و در نهایت باعث آسیب شوند. و اگرچه خود ناقل به غشاهای باکتریایی آسیب می رساند، درمان بیشتر به آنتی بیوتیک کپسوله شده متکی است. با مقاومت آنتی بیوتیکی در حال افزایش، برخی از داروها در حال حاضر اثر خود را برای COPD از دست می دهند.

سپس احتمال آسیب مکانیکی در طول زمان وجود دارد. استنشاق مکرر نانوذرات مبتنی بر سیلیکون می تواند در دراز مدت باعث ایجاد اسکار ریه شود. بنابراین، در حالی که نانوذرات می‌توانند استراتژی‌های مدیریت COPD را تغییر دهند، واضح است که ما به مطالعات بعدی نیاز داریم.

تصویر های اعتباری: نور کریستال / Shutterstock.com

تمبر زمان:

بیشتر از تکینگی هاب