‏290.00 ₪

עם השנים, התפתחו בקרב חיידקים מנגנוני עמידות שונים לחומרים אנטיביוטיים שונים כך שגובר הצורך למצוא חלופות לחומרים האנטיביוטיים הקלאסיים. בעבודה זו סקרתי חומרים אנטיביוטיים בגדלי ננו. גודל ננו מוגדר כגודל שבין 1nm ל 100nm, קטגוריה בה נכללים חלבונים, בקטריופאגים, פולרנים, מיצלות ועוד. בעבודה זו סקרתי את טוקסיותם של חלקיקים אלה אל מול מיקרואורגניזמים שונים (חומרים שונים השפיעו באופן שונה על מיקרואורגניזמים שונים).

את הננוחלקיקים חילקתי לחלקיקים ממקור סינטטי וביולוגי. ננו חלקיקים סינטטיים שונים נמצאו יעילים כנגד סוגי חיידקים שונים, כשמנגנון ההרג שונה לחלוטין ממנגנוני ההרג של החומרים האנטיביוטיים הקלאסיים. לדוגמא נמצא שקארבונאנוטיוב יכול לשבש את מבנה הממברנה החיידקית ולהורגו; קרבוקסיפולרן קוטל חיידקים שונים בריכוז שונה של החומר; פולרן גורפ לפראוקסידציה ונזקי דנ"א, ובכך הורג חיידקים; מתכות אוקסידיות משפיעות כנראה על ידי שחרור יוני מתכן בסמוך לפני שטח החיידק ובכך הורגות אותו. חלקיקים אנטיבקטריאליים ממקור ביולוגי כוללים פפטידים ופוליסכרידים, נוגדנים, ובקטריופאגים. הפפטידים יכולים להיות גם כאלה שמאפשרים חדירה אל תוך התא והם יכולים להכיל במקביל לdomain ביות, גם דומיינים קטלניים לחיידק. הפרדה זו בין פונקציית הביות לפונקציה הקטלנית (או בקטריוסטטית), מאפשרת שימוש בחומרי שהטוקסיות שלהם לא סלקטיבית לפתוגן (אלא גם למאכסן), כך שהסלקטיביות תאופשר על ידי מולקולת הביות המכניסה את החומר לפתוגן בלבד (באופן אידיאלי), תכונה זו רלוונטית גם לבקטריופאגים מהונדסים. נוגדנים הם חומרים בעלי פעילות אנטיבקטריאלית כשלעצמם (על ידי אופסוניזציה, נטרול טוקסינים, יצירת אוקסידים ועוד) אך פעילותם גוברת כשמצומד אליהם חומר קטלני (prodrug, חומר רדיואקטיבי או פוטודינמי). גם בקטריופאגים מסוגלים להרוג חיידקים כשלעצמם, אך צימודם לחומרים אנטיביוטיים מגביר את פעילותם האנטיבקטריאלית. בבקטריופאגים ניתן גם להשתמש לצרכי הדמיה (גם של חיידקים).

ניתן לסכם ולאמר, שהננורפואה מספקת לבעיית העמידות לאנטיביוטיקה פתרונות אפקטיביים, מכיוונים שונים לגמרי מהכיוונים הקלאסיים, והם אולי יספקו את הפתרון הרצוי לבעיית העמידות. לגבי החומרים הסינטטיים, יהיה לדעתי צורך במחקר אינטנסיבי שיבטיח את ספציפיות החומר כלפי הפתוגן ולא כלפי המאכסן.

עמידות לחומרים אנטיביוטיים

חומרים אנטיביוטיים טיפוסיים, הינם חומרים שמתערבים במבנים ותהליכים שחיוניים לגדילת חיידקים או לשרידותם, זאת מבלי לפגוע בתאי בעל החיים המאכסן את אותם חיידקים. ניתן לחלק את החומרים האנטיביוטיים ל-3 סוגים על פי אתרי המטרה אליהם מכוונת האנטיביוטיקה (איור 1A): 1) דופן התא החיידקי, אליו מכוונים החומרים האנטיביוטיים הבטא-לקטמיים, גליקופפטידים וצפלוספורינים. 2) סינטזת חלבונים, אליהם מכוונים החומרים האנטיביוטיים: מאקרולידים, טטראציקלינים, אמינוגליקוזידים ואוקסאזולידינים. 3) מנגנון סינטזת הדנ"א החיידקי, אליה מכוונים הפלורוקינולינים ( Walsh ) . עם השנים, התפתחו מנגנונים שונים לעמידות לחומרים אנטיביוטיים: א. חומרים אנטיביוטיים שונים, נשאבים אל מחוץ לתא החיידק ובכך ריכוז חומרים אלה בתוך התא נשאר נמוך מהרמה התרפויטית שלהם (איור 1C). לפעמים החיידק מצליח לפתח מנגנון שהורס את האנטיביוטיקה, או משנה את המבנה הכימי שלו. אנזים לקטמאז חוץ תאי הינו דוגמא למנגנון כזה, והוא מצליח להרוס פניצילין (איור C1). האנטיביוטיקה האמינוגליקוזידית קנמיצין יכולה לעבור 3 סוגי מודיפיקציות, שכל אחת מהן יכולה למסך את ההיכרות בין קנמיצין לבין אתר הקישור שלו בריבוזום, ומונעת את פעולתו שם (איור 1C). שינוי אתר הקישור של האנטיביוטיקה הינו בסיס למנגנון עמידות נוסף כמתואר .

(בעבודה האקדמית כ-20 מקורות אקדמיים באנגלית ובעברית)