دانشمندان ویروس مصنوعی را برای مبارزه با ابرمیکروب‌ها ساختند
دانشمندان ویروس مصنوعی را برای مبارزه با ابرمیکروب‌ها ساختند
دانشمندان NPL، با همکاری شرکایی از دانشگاه کمبریج، دانشگاه اکستر، کالج کینگ لندن و کالج دانشگاهی لندن، مکانیسمی از پایداری ضدباکتریایی را برای مقابله با عفونت‌های باکتریایی مقاوم و پایدار توسعه داده‌اند.
ظهور ابرمیکروب‌ها یک نگرانی جدی در جامعه پزشکی است، زیرا باکتری‌ها سریع‌تر از آنکه آنتی‌بیوتیک‌های جدید بتوانند توسعه یابند، از درمان‌های موجود فرار می‌کنند.
تیم متخصصان به جای جستجوی آنتی‌بیوتیک‌های موجود در طبیعت، همانطور که در پیشرفت‌های قبلی اتفاق افتاده است، یکی از این گروه‌ها را با الهام از ویروس‌ها طراحی کرده‌اند.
ماکسیم ریادنوف، رهبر علوم منطقه‌ای در NPL، گفت: "ویروس‌ها اشیاء هندسی هستند. آنها مانند قفس‌های محکمی هستند که از بلوک‌های ریز ساخته شده‌اند که با دقت اتمی به هم چسبیده‌اند.
ما آن شکل را می‌گیریم، پروتئین‌های ویروسی آنها را جدا می‌کنیم و یک الگو باقی می‌ماند."
برای دستیابی به چنین شاهکاری، این تیم تحقیقاتی میان‌رشته‌ای اصول هندسی معماری ویروس را برای مهندسی یک زیست‌شناسی مصنوعی، پروتئین Ψ-کپسید - که از یک موتیف مولکولی کوچک موجود در سلول‌های انسانی ساخته می‌شود، به کار گرفت.
این موتیف می‌تواند الگوهای مولکولی مرتبط با پاتوژن را روی سطوح باکتری تشخیص دهد، اما به خودی خود خاصیت ضدمیکروبی ضعیفی دارد.
در مقابل، هر کپسید که شامل چندین کپی از موتیف است، دوزهای بالای ضدمیکروبی را در موقعیت اتصال دقیق خود روی سلول باکتری وارد می‌کند.
این تیم با استفاده از ترکیبی از تصویربرداری در مقیاس نانو و تک سلولی نشان داد که کپسیدها آسیب جبران‌ناپذیری به باکتری‌ها وارد می‌کنند، به سرعت در غشاهای خود به نانوحفره تبدیل می‌شوند و به اهداف درون سلولی می‌رسند.
کپسیدها در هر دو شکل کایرال خود که می‌تواند آنها را برای سیستم ایمنی میزبان نامرئی کند، به طور یکسان مؤثر بودند و فنوتیپ‌های مختلف باکتری‌ها و ابرمیکروب‌ها را بدون سمیت سلولی در شرایط آزمایشگاهی و درون تنی از بین می‌بردند.
در UCL، دانشمندان نحوه فرود کپسیدها روی اهداف خود و سپس ایجاد سوراخ‌های نانومتری را که در نهایت برای باکتری‌ها کشنده هستند، تجسم کردند.
به گفته کاترین هاموند، دانشمند محقق در NPL و دانشجوی دکترا در UCL: «با اسکن کردن یک نوک تیز روی سطح غشا، درست مانند یک انگشت مینیاتوری که خط بریل را می‌خواند، می‌توانیم خطوط کپسیدها را روی غشاها ردیابی کنیم و در زمان واقعی مشاهده کنیم که چگونه آنها سوراخ‌هایی را در غشاهای هدف خود ایجاد می‌کنند.»
ایبولیا کپیرو، دانشمند تحقیقات عالی، آزمایشگاه ملی فیزیک (NPL) اظهار داشت: «این تحقیق، تلاش‌های مشترک ما را برای شناسایی یک مکانیسم ضدباکتریایی که می‌تواند از ناامیدی ناشی از پایداری باکتری‌ها رهایی یابد، به اوج خود می‌رساند. ما معتقدیم که این یافته‌ها نویدبخش ارزیابی سیستماتیک اثربخشی ضدمیکروبی هستند.»
این یافته‌ها در ACS Nano گزارش شده‌اند و نشان می‌دهند که چگونه مهندسی زیستی و اندازه‌گیری‌های چندوجهی می‌توانند با تکیه بر قابلیت‌های طبیعی مبارزه با بیماری، راه‌حل‌های نوآورانه‌ای را برای مراقبت‌های بهداشتی ارائه و اعتبارسنجی کنند.
تاریخ:1404/9/2
مهسا نعمتی
