יבמ חשפה יישום תוצרי מחזור לריפוי זיהומים

יבמ חשפה יישום תוצרי מחזור לריפוי זיהומים
מאת: חיים חביב, 16.12.13, 00:15
 
סיב ננומטרי חדשני - תוצר מחזור של בקבוקי פלסטיק - ישמש לריפוי זיהום חריף מפטריות.
 
מדענים ביבמ בשיתוף המכון לביו-הנדסה וננוטכנולוגיה של סינגפור הצליחו למחזר פלסטיק רגיל המשמש בבקבוקי שתייה (PET) לחומרים בלתי-רעילים המתכלים בתהליך ביולוגי והמסוגלים להילחם בזיהומים פטרייתיים. תוצאות מחקר חדש בנושא, הכולל טיפול בעכברי מעבדה, שהודבקו בזיהומי עיניים האופייניים לשימוש בעדשות מגע, התפרסמו בשבוע שעבר במאמר בעיתון המדעי Nature Comm.
 
למעלה ממיליארד בני אדם סובלים מדי שנה מזיהום פטרייתי ברמה העלולה להגיע כדי סכנת חיים וזיהום מערכת הדם. סיכויי ההידבקות בזיהום כזה גבוהים יותר ככל שקיימים כשלים בתפקוד המערכת החיסונית, שאופייניים למחלות דוגמת איידס וסרטן או בקרב הנזקקים לטיפולים אנטיביוטיים אינטנסיביים, וככל שמתפתחים חיידקים עמידים לטיפולים אלה.
 
תרופות אנטי-פטרייתיות מסורתיות נדרשות לחדור אל התא החי על מנת לתקוף את מחולל הזיהום, אולם מתקשות להתמקד ולחדור דרך הממברנה המקיפה את הפטרייה. בנוסף, כיוון שפטריות מאופיינות בחילוף חומרים דומה לזה של יונקים, עלולות התרופות הקיימות להתקשות בהבחנה בין תאים בריאים לבין תאים נגועים.
 
חוקרי IBM השתמשו בתהליך אורגני קטליטי ההופך את הפלסטיק, דוגמת פסולת בקבוקי שתייה משומשים מפלסטיק, למולקולות חדשות לחלוטין אותן ניתן להפוך לחומר אנטי-פטרייתי. מדובר בחידוש משמעותי גם בכל הנוגע לאיכות הסביבה, שכן הבקבוקים ממוחזרים כיום בדרך כלל בתהליך גריסה מכני, וזוכים לשימוש חוזר רק במוצרים משניים דוגמת סיבים לבגדים, שטיחים או ציוד לגני שעשועים.
 
כיצד זה פועל?
החומרים האנטי-פטרייתיים נבנים בתהליך הרכבה-עצמית, תוך קשירת מולקולות מימן: ההדבקה ושילוב המולקולות מתבצעים בתהליך המזכיר את זה של סרטי הצמדה הנקשרים אל משטח זיזים זעירים, כאשר בסוף הדרך, נוצר סיב ננומטרי בעל מאפיינים ייחודיים. החשיבות במבנה הסיב נובעת מכך, שחומרים אנטי-פטרייתיים פעילים כתרופות רק כאשר הם מגיעים ליעד המטרה שלהם בגוף במבנה של סיב, או כמולקולה דמוית פולימר.
 
הסיב הננו-מטרי החדש מאופיין במטען חשמלי חיובי, ומסוגל להתמקד סלקטיבית ולהתקשר רק אל ממברנות פטריות הנושאות מטען חשמלי שלילי, באמצעות תהליך אלקטרוסטאטי. עם ההתקשרות, חודר הסיב ופורץ את קירות הממברנה של הפטרייה מבלי להסתכן בהתפתחות עמידות כלפיו.
 
בעזרת כלי סימולציה מתקדמים, ביצעו החוקרים ביבמ הדמיה של תהליכי הבניה העצמית של החומר האנטי-פטרייתי, וחזו אלו שינויי מבנה יאפשרו את היעילות הטיפולית המבוקשת. עתה, מתחילים החוקרים להגדיר חוקים לתהליכי בניה עצמית של חומרים מורכבים, שיהיו מסוגלים להתמודד עם זיהומים, ויהיו ניתנים לאריזה יעילה לצורך תהליכי ההולכה בגוף אל האתר בגוף בו הם נדרשים לפעול.
 
הריכוז המינימלי של ננו-סיבים, שמסוגל לבלום צמיחת פטריות, הוכיח עצמו יעיל נגד מגוון רחב של סוגי זיהום.
 
במחקרי המשך בסינגפור נמצא, כי ננו-סיבים הצליחו לחסל יותר מ-99.9% של זיהום מסוג C. albicans, שניצב במקום השלישי בשכיחות זיהומי הדם בארה"ב, כבר שעה אחת בלבד לאחר טיפול וללא התפתחות עמידות לתרופה גם בתום 11 מחזורי טיפול. תרופות אנטי-פטרייתיות קונבנציונליות לוו בהתפתחות עמידות של הפטרייה כבר לאחר 6 טיפולים. עוד גילה המחקר, כי ננו-סיבים מצליחים לדכא את הקרום הביולוגי של הפטרייה כבר לאחר טיפול אחד, בעוד תרופות מקובלות כלל אינן יעילות מול הקרום הזה.
 
יעילות הטיפול הוכחה גם בניסויים בעכברי מעבדה, שהודבקו בזיהומים האופייניים לשימוש בעדשות מדע בבני אדם. הננו-סיבים הורידו משמעותית את כמות הפטריות, מנעו צמיחה של מבנים פטרייתיים חדשים, וצמצמו את חומרת הדלקת בעין. הניסוי הוכיח גם כי תאי יונקים ממשיכים לתפקד ללא הפרעה גם הרבה אחרי שנחשפו לננו-סיבים, והכול ללא פגיעה משמעותית ברקמות העין של העכבר, שטופל בטכנולוגיה החדשה.