محققان دستگاهی بیوالکترونیکی ابداع کردند که رفتار مضر باکتری‌ها را از طریق تحریک الکتریکی کاهش می‌دهد و به‌طور بالقوه راه حلی بدون دارو برای مدیریت عفونت‌ها ارائه می‌دهد.
دانشمندان دانشگاه شیکاگو و دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو، به دستاورد قابل توجهی در مبارزه با عفونت‌های باکتریایی دست یافته‌اند.
آزمایشگاه‌های Bozhi Tian (دانشگاه شیکاگو) و Gürol Süel (دانشگاه کالیفرنیای جنوبی) یک دستگاه بیوالکترونیکی پیشرفته توسعه داده‌اند که به فعالیت الکتریکی طبیعی برخی از باکتری‌های موجود بر روی پوست ما متصل می‌شود و راه را برای یک رویکرد بدون دارو در مدیریت عفونت‌ها هموار می‌سازد.
این مطالعه پیشگامانه که در DEVICE منتشر شده است، نشان می‌دهد که چطور تحریک الکتریکی قابل برنامه‌ریزی می‌تواند به‌طور موثری اثرات مضر استافیلوکوکوس اپیدرمیس، یک باکتری شایع که باعث عفونت‌های بیمارستانی می‌شود و به “مقاومت آنتی‌بیوتیکی” کمک می‌کند، کاهش دهد.
مقاومت آنتی‌بیوتیکی زمانی است که باکتری‌ها تغییر می‌کنند تا در برابر آنتی‌بیوتیک‌هایی که قبلاً به طور مؤثر آنها را درمان می‌کردند، مقاومت نشان دهند. این باعث می‌شود برخی عفونت‌های باکتریایی درمان آنها دشوار شود.
این دستگاه دارای یک چسب الکتروسئوتیکال انعطاف‌پذیر است که سیگنال‌های الکتریکی ملایمی را به باکتری‌های موجود در سطح خاصی از pH پوست ارسال می‌کند، که منجر به تغییرات موقتی در رفتار آنها می‌شود و از تشکیل “بیوفیلم‌ها” جلوگیری می‌کند.
بيوفيلم‌ها(Biofilms): گروه‌هایی از باکتری‌ها که می‌توانند منجر به عفونت‌های جدی شوند.
- رسیدگی به بحران رو به رشد مقاومت آنتی بیوتیکی
این رویکرد نوآورانه به نیاز فوری به روش‌های جدید برای مقابله با عفونت‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک می‌پردازد که نگرانی فزاینده‌ای برای ایمنی بیمار و سیستم‌های مراقبت بهداشتی در سراسر جهان است. طبق گزارش‌های اخیر، پزشکان تخمین می زنند که عفونت های مقاوم به دارو تا سال 2050 به ميزان 70 درصد افزایش خواهد يافت، بنابراين توسعه این دستگاه و درمان های همراه آن را برای حفظ سلامت عمومی و اطمينان از کنترل موثر عفونت در یک بستر میکروبی با مقاومتي فزاینده ضروری می کند.
نکات کلیدی این مطالعه عبارتند از:
– فعال‌سازی هدفمند: دستگاه تنها در محیط‌های اسیدی پاسخ‌های باکتریایی را فعال می‌کند، مشابه شرایط سالم پوست.
– کاهش بیماری‌زایی: تحریک الکتریکی به طور قابل‌توجهی فعالیت ژن‌های مضر در باکتری‌ها را کاهش می‌دهد و رشد آنها را بدون تکیه بر آنتی‌بیوتیک‌ها مهار می‌کند.
– درمان موضعی: این فناوری امکان درمان هدفمند را فراهم می‌آورد و عوارض جانبی احتمالی ناشی از درمان‌های آنتی‌بیوتیکی سنتی را کاهش می‌دهد.
- نتایج امیدوارکننده در آزمایش‌های پیش‌بالینی
در آزمایش‌های پیش‌بالینی، چسب الکتروسئوتيكال نتایج قابل توجهی را نشان داد و موفق به کاهش نزدیک به ده‌برابری در “کلونیزاسیون باکتری‌ها” روی پوست خوک شد. سوئل (Süel)، استاد دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو در دانشکده علوم زیستی بیان کرد:« ما تقریباً ده سال پیش پتانسیل‌های عمل را در بیوفیلم‌های باکتریایی کشف کردیم و از آن زمان تلاش كرده‌ايم نشان دهیم که باکتری‌هايي که معمولاً به عنوان سلول‌های تحریک‌پذیر در نظر گرفته نمی‌شوند، در واقع قابل تحريك هستند و حتی عملکردهایی مشابه نورون‌ها در مغز انجام می‌دهند. همکاری ما بینش‌های زیستی ما را با تخصص فنی و علمی فوق‌العاده گروه تیان ترکیب کرد. ما نشان می‌دهیم که یک پاتوژن فرصت‌طلب مهم ‘انتخابی تحریک‌پذیر’ است و گروه تیان دستگاه پوشیدنی را توسعه داد که می‌تواند عفونت‌های بیوفیلم را بر روی پوست از طریق درمان‌های الکتروتراپی درمان کند، بدون نیاز به هرگونه آنتی‌بیوتیک.»
كلونيزاسيون (استعمار) به معنی وجود باکتری‌ها بر روی سطح بدن (مانند پوست، دهان، روده‌ها یا راه هوایی) بدون ایجاد بیماری در فرد است.
این تحقیق یک گام مهم رو به جلو در پزشکی بیوالکترونیک است و محققان خوشبین هستند که این دستگاه به زودی می تواند در محیط های بالینی به ویژه برای بیماران مبتلا به زخم های مزمن یا کسانی که ایمپلنت های پزشکی دارند مورد استفاده قرار گیرد. با استفاده از خواص طبیعی باکتری ها، دانشمندان می توانند گزینه های درمانی موثرتر و شخصی سازی شده ای را برای کسانی که از عفونت های فرصت طلب رنج می برند ایجاد کنند.
متخصصان مراقبت های بهداشتی تشویق می شوند تا پیامدهای این تحقیق را برای کنترل عفونت بررسی کنند و در مورد پیشرفت های آینده در درمان های بیوالکترونیک به روز بمانند.
References:
