الرئيسية الصحة و الطبابة جهاز استشعار للتمييز بين الالتهاب الفيروسي والجرثومي

جهاز استشعار للتمييز بين الالتهاب الفيروسي والجرثومي

جهاز استشعار للتمييز بين الالتهاب الفيروسي والجرثومي
مستشعر الجسيمات النانوية

لا لوصف مضادات حيوية في الحالات التي لاتكون فعالة فيها، صمم باحثو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا الآن جهاز استشعار يمكنه التمييز بين عدوى الالتهاب الرئوي الفيروسي والجرثومي ، والذي يأملون أن يساعد الأطباء في اختيار العلاج المناسب.

يمكن للعديد من أنواع البكتيريا والفيروسات المختلفة أن تسبب الالتهاب الرئوي ، ولكن لا توجد طريقة سهلة لتحديد الميكروب الذي يسبب مرضًا معينًا لمريض معين. يجعل عدم اليقين هذا من الصعب على الأطباء اختيار العلاجات الفعالة لأن المضادات الحيوية المستخدمة بشكل شائع لعلاج الالتهاب الرئوي الجرثومي لن تساعد مرضى الالتهاب الرئوي الفيروسي. بالإضافة إلى ذلك ، يعد الحد من استخدام المضادات الحيوية خطوة مهمة نحو كبح مقاومة المضادات الحيوية.

معالجة الالتهاب بالمضادات الحيوية

“التحدي هو أن هناك الكثير من مسببات الأمراض المختلفة التي يمكن أن تؤدي إلى أنواع مختلفة من الالتهاب الرئوي ، وحتى مع الاختبارات الأكثر شمولاً وتقدماً ، لا يمكن تحديد العامل الممرض المحدد الذي يسبب مرض شخص ما في حوالي نصف المرضى. وإذا عالجت التهابًا رئويًا فيروسيًا بالمضادات الحيوية ، فقد تساهم في مقاومة المضادات الحيوية ، وهي مشكلة كبيرة ، ولن يتحسن المريض “، كما تقول سانجيتا باتيا ، أستاذة جون ودوروثي ويلسون لعلوم وتكنولوجيا الصحة وعضو في معهد كوتش لأبحاث السرطان التكاملية ومعهد الهندسة الطبية والعلوم.  في دراسة أجريت على الفئران ، أظهر الباحثون أن مستشعراتهم يمكن أن تميز بدقة الالتهاب الرئوي البكتيري والفيروسي في غضون ساعتين ، باستخدام اختبار بسيط للبول لقراءة النتائج.

بصمات الإصابة

أحد أسباب صعوبة التمييز بين الالتهاب الرئوي الفيروسي والبكتيري هو وجود العديد من الميكروبات التي يمكن أن تسبب الالتهاب الرئوي ، بما في ذلك البكتيريا العقدية الرئوية والمستديمة المنزلية والفيروسات مثل الأنفلونزا والفيروس المخلوي التنفسي (RSV). عند تصميم المستشعر ، قرر فريق البحث التركيز على قياس استجابة المضيف للعدوى ، بدلاً من محاولة اكتشاف العامل الممرض نفسه. تثير الالتهابات الفيروسية والبكتيرية أنواعًا مميزة من الاستجابات المناعية ، والتي تشمل تنشيط إنزيمات تسمى البروتياز ، والتي تكسر البروتينات. وجد فريق معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أن نمط نشاط تلك الإنزيمات يمكن أن يكون بمثابة علامة على عدوى بكتيرية أو فيروسية.

مكونات المستشعرات

تتكون المستشعرات من جسيمات نانوية مغلفة بالببتيدات التي يمكن أن تنشطر بواسطة بروتياز معين. يتم تمييز كل ببتيد بجزيء مراسل يتم تحريره عندما يتم شق الببتيدات بواسطة البروتياز المنتظم في العدوى. يتم إخراج هؤلاء المراسلين في النهاية في البول. يمكن بعد ذلك تحليل البول باستخدام مطياف الكتلة لتحديد البروتياز الأكثر نشاطًا في الرئتين. اختبر الباحثون أجهزة الاستشعار الخاصة بهم في خمسة نماذج مختلفة من الفئران للالتهاب الرئوي ، الناجم عن عدوى بكتريا Streptococcus pneumoniae ، و Klebsiella pneumoniae ، و Haemophilus influenzae ، وفيروس الأنفلونزا ، وفيروس الالتهاب الرئوي لدى الفئران.

بعد قراءة نتائج اختبارات البول ، استخدم الباحثون التعلم الآلي لتحليل البيانات. باستخدام هذا النهج ، تمكنوا من تدريب الخوارزميات التي يمكن أن تفرق بين الالتهاب الرئوي مقابل الضوابط الصحية ، وأيضًا التمييز بين العدوى الفيروسية أو البكتيرية ، بناءً على تلك المستشعرات العشرين.

ووجد الباحثون أيضًا أن أجهزة الاستشعار الخاصة بهم يمكنها التمييز بين مسببات الأمراض الخمسة التي اختبروها ، ولكن بدقة أقل من الاختبار للتمييز بين الفيروسات والبكتيريا. أحد الاحتمالات التي قد يتابعها الباحثون هو تطوير خوارزميات لا يمكنها فقط التمييز بين العدوى البكتيرية والفيروسية ، ولكن أيضًا تحديد فئة الميكروبات المسببة للعدوى البكتيرية ، والتي يمكن أن تساعد الأطباء في اختيار أفضل مضاد حيوي لمكافحة هذا النوع من البكتيريا.

أنماط الاستجابة

حدد الباحثون في دراستهم بعض أنماط استجابة المضيف لأنواع مختلفة من العدوى. في الفئران المصابة بالعدوى البكتيرية ، لوحظ بشكل بارز البروتياز الذي تفرزه العدلات ، وهو ما كان متوقعًا لأن العدلات تميل إلى الاستجابة للعدوى البكتيرية أكثر من الالتهابات الفيروسية. من ناحية أخرى ، أثارت العدوى الفيروسية نشاط الأنزيم البروتيني من الخلايا التائية والخلايا القاتلة الطبيعية ، والتي عادة ما تستجيب أكثر للعدوى الفيروسية. ارتبط أحد المستشعرات التي تولد أقوى إشارة ببروتياز يسمى جرانزيم ب ، والذي يتسبب في موت الخلية المبرمج. وجد الباحثون أن هذا المستشعر نشط بشكل كبير في رئتي الفئران المصابة بعدوى فيروسية ، وأن الخلايا القاتلة الطبيعية والخلايا التائية شاركت في الاستجابة.

لإيصال المستشعرات إلى الفئران ، قام الباحثون بحقنها مباشرة في القصبة الهوائية ، لكنهم الآن يطورون إصدارات للاستخدام البشري يمكن استخدامها إما باستخدام البخاخات أو أجهزة الاستنشاق المشابهة لجهاز الاستنشاق للربو. إنهم يعملون أيضًا على طريقة لاكتشاف النتائج باستخدام جهاز قياس الكحول بدلاً من اختبار البول ، مما قد يعطي النتائج بسرعة أكبر. 1MIT-Nanoparticle sensor can distinguish between viral and bacterial pneumonia

فريق فلويد بيديا Floydpedia التصنيفات
الأديان الإبراهيمية
الإسلام والحياة
الحياة والمجتمع
التعليم
التاريخ
الجغرافيا
التغذية
الرياضة والبدن
الصحة والطبابة
العلوم والمعرفة
الأداب واللغات
التجارة والإقتصاد
التكنولوجيا والتقنيات
شخصيات وسير ذاتية
السياحة والسفر

المقال السابقداء السكري النمط الأول
المقال التاليتطوير آلية تساهم في علاج سرطان المبيض