Hepimiz Kovid-19'dan bu yana akciğer sağlığı konusunda daha bilinçli olduk.
Ancak astımı ve kronik obstrüktif akciğer hastalığı (KOAH) olan kişiler için akciğer sorunlarıyla uğraşmak ömür boyu sürecek bir mücadeledir. KOAH'lı kişiler, hava yollarını şişip tıkayan ve nefes almayı zorlaştıran ileri düzeyde iltihaplı akciğer dokusundan muzdariptir. Hastalık oldukça yaygındır ve yalnızca ABD'de yıllık üç milyondan fazla vaka görülmektedir.
Yönetilebilir olmasına rağmen tedavisi yoktur. Sorunlardan biri, KOAH'lı akciğerlerin, tedavilerin akciğer hücrelerine ulaşmasını engelleyen bir bariyer oluşturan tonlarca viskoz mukus pompalamasıdır. Bu sümüksü madde (öksürülmediği sürece) bakterileri de çekerek durumu daha da kötüleştirir.
Yeni bir çalışma in Bilim Gelişmeler olası bir çözümü açıklar. Bilim insanları antibiyotikleri akciğerlere taşıyacak bir nanotaşıyıcı geliştirdi. Biyolojik bir uzay gemisi gibi, taşıyıcının da enfeksiyonlarla savaşmak için mukus tabakasının içine antibiyotik salan ve açan “kapıları” var.
“Kapıların” kendisi de ölümcüldür. Küçük bir proteinden yapılmış olan bu bakteriler, bakteri zarlarını parçalıyor ve akciğer hücrelerini kronik enfeksiyondan kurtarmak için DNA'larını temizliyor.
Ekip, nanotaşıyıcıyı kullanarak bir antibiyotiğin solunabilir bir versiyonunu tasarladı. KOAH'lı bir fare modelinde tedavi, akciğer hücrelerini sadece üç gün içinde canlandırdı. Kandaki oksijen seviyeleri normale döndü ve akciğer hasarının önceki belirtileri yavaş yavaş iyileşti.
Ekip, "Bu immünoantibakteriyel strateji, mevcut KOAH yönetimi paradigmasını değiştirebilir" dedi. yazdı makalede.
Solu beni
Akciğerler son derece hassastır. Vücuda oksijen akışını koordine etmeye yardımcı olmak için loblara ayrılmış ince ama esnek hücre katmanlarını hayal edin. Hava nefes borusundan aktığında, karmaşık bir dallar ağı arasında hızla dağılır ve vücuda oksijen sağlarken karbondioksitten arındıran binlerce hava kesesini doldurur.
Bu yapılar kolayca zarar görebilir ve sigara içmek yaygın bir tetikleyicidir. Sigara dumanı çevredeki hücrelerin hava yolunu tıkayan ve hava keselerini kaplayan sümüksü bir maddeyi dışarı pompalamasına neden olur, bu da onların normal çalışmasını zorlaştırır.
Zamanla mukus, bakterileri çeken ve biyofilm halinde yoğunlaşan bir tür “yapıştırıcı” oluşturur. Bariyer ayrıca oksijen değişimini engeller ve akciğerin ortamını bakteri büyümesine uygun hale getirir.
Aşağıya doğru gidişi durdurmanın bir yolu bakterileri yok etmektir. Geniş spektrumlu antibiyotikler en yaygın kullanılan tedavi yöntemidir. Ancak sümüksü koruyucu tabaka nedeniyle akciğer dokularının derinliklerindeki bakterilere kolaylıkla ulaşamazlar. Daha da kötüsü, uzun süreli tedavi antibiyotik direnci olasılığını artırarak inatçı bakterilerin yok edilmesini daha da zorlaştırır.
Ancak koruyucu tabakanın bir zayıflığı var: Sadece biraz fazla ekşi. Gerçekten.
Açık kapı politikası
Limon gibi sümüksü tabaka, sağlıklı akciğer dokusuna kıyasla biraz daha asidiktir. Bu tuhaflık, ekibe, yükünü yalnızca asidik bir ortamda serbest bırakacak ideal bir antibiyotik taşıyıcısı fikri verdi.
Ekip, esnek bir biyomateryal olan silikadan içi boş nanoparçacıklar yaptı ve bunları yaygın bir antibiyotikle doldurdu ve ilaçları serbest bırakmak için “kapılar” ekledi.
Bu açıklıklar, "kilit" gibi çalışan ek kısa protein dizileri tarafından kontrol edilir. Normal hava yolu ve akciğer ortamlarında, kapıda katlanırlar ve esasen antibiyotikleri kabarcığın içinde hapsederler.
KOAH'lı akciğerlerde salınan yerel asit, kilit proteininin yapısını değiştirir, böylece kapılar açılır ve antibiyotikler doğrudan mukus ve biyofilme salınır; esasen bakteriyel savunmayı kırar ve onları kendi bölgelerinde hedef alır.
Karışımla yapılan bir test, bir petri kabındaki laboratuvarda yetiştirilen biyofilme nüfuz etti. Önceki nanoparçacık türüyle karşılaştırıldığında çok daha etkiliydi, bunun nedeni büyük ölçüde taşıyıcının kapılarının biyofilmin içinde açılmasıydı; diğer nanoparçacıklarda antibiyotiklerin sıkışıp kalmasıydı.
Taşıyıcılar ayrıca enfekte bölgelerin daha derinlerine inebilir. Hücrelerin elektrik yükleri vardır. Taşıyıcı ve mukus, iki mıknatısın benzer şekilde yüklü uçları gibi, taşıyıcıları mukus ve biyofilm katmanlarının daha derinlerine ve içinden iten negatif yüklere sahiptir.
Yol boyunca, mukusun asitliği taşıyıcının yükünü yavaş yavaş pozitife çevirir, böylece biyofilmi geçtikten sonra "kilit" mekanizması açılır ve ilacı serbest bırakır.
Ekip ayrıca nanoparçacığın bakterileri yok etme yeteneğini de test etti. Bir tabakta, çok sayıda yaygın bulaşıcı bakteri türünü yok ettiler ve biyofilmlerini yok ettiler. Tedavi nispeten güvenli görünüyordu. Bir tabaktaki insan fetal akciğer hücrelerinde yapılan testlerde minimum düzeyde toksisite belirtisi bulundu.
Şaşırtıcı bir şekilde taşıyıcının kendisi de bakterileri yok edebiliyor. Asidik bir ortamda pozitif yükü bakteri zarlarını parçaladı. Böcekler, patlayan balonlar gibi çevrelerine genetik materyal saldı ve taşıyıcı bunları süpürdü.
Ateşi Söndürmek
Akciğerlerdeki bakteriyel enfeksiyonlar aşırı aktif bağışıklık hücrelerini çeker ve bu da şişmeye neden olur. Hava keselerini çevreleyen kan damarları da geçirgen hale gelerek tehlikeli moleküllerin geçmesini kolaylaştırır. Bu değişiklikler iltihaplanmaya neden olarak nefes almayı zorlaştırır.
KOAH'lı bir fare modelinde, solunabilir nanopartikül tedavisi aşırı aktif bağışıklık sistemini susturdu. Çok sayıda bağışıklık hücresi türü sağlıklı bir aktivasyon düzeyine geri döndü; bu, farelerin oldukça inflamatuar bir profilden enfeksiyonlar ve inflamasyonla mücadele eden bir profile geçiş yapmasına olanak tanıdı.
Solunabilir nanoparçacıkla tedavi edilen farelerin akciğerlerinde, taşıyıcı olmadan aynı antibiyotiğin verildiği farelere kıyasla yaklaşık yüzde 98 daha az bakteri vardı.
Bakterilerin yok edilmesi farelere rahat bir nefes verdi. Daha rahat nefes aldılar. Kanlarındaki oksijen seviyeleri yükseldi ve tehlikeli derecede düşük oksijenin işareti olan kan asitliği normale döndü.
Mikroskop altında, tedavi edilen akciğerler, KOAH hasarından yavaş yavaş kurtulan daha sağlam hava keseleriyle birlikte normal yapılarını geri kazandırdı. Tedavi edilen farelerin akciğerlerinde, genellikle akciğer yaralanmalarında görülen sıvı birikmesi nedeniyle daha az şişlik görüldü.
Sonuçlar umut verici olsa da, yalnızca farelerde sigarayla ilişkili KOAH modeli içindir. Tedavinin uzun vadeli sonuçları hakkında hala bilmediğimiz çok şey var.
Şimdilik herhangi bir yan etki belirtisi olmamasına rağmen, nanopartiküllerin zamanla akciğerlerde birikerek hasara yol açması mümkündür. Taşıyıcının kendisi bakteriyel membranlara zarar verse de tedavi çoğunlukla kapsüllenmiş antibiyotiğe dayanıyor. İle antibiyotik direnci Bazı ilaçların KOAH üzerindeki etkisi giderek artıyor.
O zaman zamanla mekanik hasar olasılığı vardır. Silikon bazlı nanopartiküllerin tekrar tekrar solunması uzun vadede akciğerde yara izine neden olabilir. Ekip, nanopartiküllerin KOAH yönetimine yönelik stratejileri değiştirebileceğini ancak takip çalışmalarına ihtiyacımızın olduğu açık.
Resim Kredi: kristal ışık / Shutterstock.com
- SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
- PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
- PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
- PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
- PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
- Kaynak: https://singularityhub.com/2024/02/12/an-antibiotic-you-inhale-can-deliver-medication-deep-into-the-lungs/
