นาโนไฟบริลเปปไทด์ที่ประกอบตัวเองได้ถูกสร้างขึ้นเพื่อต่อสู้กับการติดเชื้อแบคทีเรียภายในเซลล์

นักวิจัยได้พัฒนานาโนไฟบริลเปปไทด์ชนิดใหม่ที่ประกอบตัวเองได้ ซึ่งมีคุณสมบัติเฉพาะตัวที่ทำให้สามารถทำลายแบคทีเรียก่อโรคภายในเซลล์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ผลการศึกษาที่สำคัญนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารScience Advances

สาระสำคัญของแนวทางใหม่นี้คืออะไร?

แบคทีเรียภายในเซลล์ก่อให้เกิดความท้าทายทางการแพทย์ที่ร้ายแรง เนื่องจากแบคทีเรียเหล่านี้ซ่อนตัวจากระบบภูมิคุ้มกันและมักดื้อต่อยาปฏิชีวนะแบบดั้งเดิม เพื่อเอาชนะความท้าทายเหล่านี้ กลุ่มนักวิทยาศาสตร์ที่นำโดย ดร. ดับเบิลยู. หยู ได้พัฒนาโมเลกุลเปปไทด์ที่สามารถประกอบตัวเองเป็นนาโนไฟบริลที่เสถียร และมีฤทธิ์ต้านจุลชีพอย่างชัดเจน

เปปไทด์เหล่านี้ได้รับการออกแบบอย่างพิถีพิถันโดยคำนึงถึงความสมดุลเฉพาะของกรดอะมิโนชนิดชอบน้ำและไม่ชอบน้ำ การออกแบบนี้เองที่ทำให้เปปไทด์สามารถสร้างโครงสร้างเส้นใยที่เรียกว่านาโนไฟบริลได้เอง โครงสร้างเหล่านี้มีความเสถียรในสภาพแวดล้อมทางชีวภาพและทนต่อการย่อยสลายด้วยเอนไซม์ ซึ่งช่วยเพิ่มศักยภาพในการรักษาได้อย่างมาก

กลไกการออกฤทธิ์ของนาโนไฟบริล

นักวิจัยได้สาธิตให้เห็นว่านาโนไฟบริลที่ประกอบตัวเองได้:

1. พวกมันสามารถแทรกซึมเข้าไปในเซลล์ที่ติดเชื้อได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยข้ามผ่านสิ่งกีดขวางเซลล์ได้ ด้วยการผสมผสานกรดอะมิโนที่มีประจุและไม่ชอบน้ำที่ได้รับการปรับให้เหมาะสม
2. พวกมันเข้าถึงช่องว่างภายในเซลล์ซึ่งมีแบคทีเรียก่อโรครวมทั้งสายพันธุ์ที่ดื้อยาอยู่
3. พวกมันทำลายความสมบูรณ์ของเยื่อหุ้มแบคทีเรีย ส่งผลให้แบคทีเรียตายอย่างรวดเร็ว

คุณสมบัติที่สำคัญอย่างหนึ่งของนาโนไฟบริลใหม่ก็คือมีกิจกรรมที่ชัดเจนภายในเซลล์ที่ติดเชื้อ ในขณะที่ยาปฏิชีวนะทั่วไปเข้าถึงแบคทีเรียดังกล่าวได้ยากและมีประสิทธิภาพน้อยกว่า

รายละเอียดและผลการวิจัย

การทดลองดำเนินการกับเซลล์เพาะเลี้ยงที่ติดเชื้อแบคทีเรียก่อโรคภายในเซลล์ (เช่น Listeria monocytogenes) ผลการทดสอบพบว่า:

• ประสิทธิภาพต้านจุลินทรีย์สูงของเปปไทด์ใหม่ต่อเชื้อก่อโรคภายในเซลล์
• ความเป็นพิษขั้นต่ำต่อเซลล์โฮสต์ แสดงให้เห็นถึงความปลอดภัยสำหรับการใช้งานที่อาจเกิดขึ้น
• ทนทานต่อการย่อยสลายโดยเอนไซม์ในร่างกาย ซึ่งทำให้สามารถใช้นาโนไฟบริลในรูปแบบยารักษาโรคได้ยาวนาน

การศึกษาเพิ่มเติมโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนยืนยันการก่อตัวของนาโนไฟบริล และการวิเคราะห์ทางชีวเคมีแสดงให้เห็นว่าโครงสร้างเหล่านี้มีเสถียรภาพและมีลักษณะทางฟิสิกเคมีที่เสถียร

ความสำคัญเชิงปฏิบัติของการค้นพบนี้

นาโนไฟบริลที่พัฒนาขึ้นนี้เป็นทางเลือกที่น่าสนใจแทนยาปฏิชีวนะแบบดั้งเดิม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการต่อสู้กับการติดเชื้อที่รักษาได้ยาก นาโนไฟบริลเหล่านี้สามารถใช้ได้ดังนี้:

• สำหรับการรักษาการติดเชื้อภายในเซลล์ รวมถึงแบคทีเรียที่ดื้อยาซึ่งยาปฏิชีวนะหลายชนิดไม่ได้ผล
• เป็นพื้นฐานสำหรับการส่งมอบยาอื่น ๆ เข้าสู่เซลล์เนื่องจากความสามารถในการแทรกซึมผ่านเยื่อหุ้มเซลล์
• เป็นส่วนหนึ่งของการบำบัดที่ซับซ้อนสำหรับโรคติดเชื้อร้ายแรง เช่น วัณโรค โรคบรูเซลโลซิส โรคซัลโมเนลโลซิส และโรคอื่นๆ ที่เกิดจากเชื้อก่อโรคภายในเซลล์

แนวทางนี้สามารถนำไปปรับใช้เพื่อสร้างวัสดุและสารเคลือบใหม่ๆ ที่มีคุณสมบัติต้านจุลินทรีย์เพื่อป้องกันการติดเชื้อในโรงพยาบาลได้

แผนการและแนวโน้มในอนาคต

ในอนาคต นักวิจัยวางแผนที่จะทดสอบกับสัตว์ทดลองต่อไป เพื่อยืนยันประสิทธิภาพและความปลอดภัยของนาโนไฟบริลในสิ่งมีชีวิต นอกจากนี้ ยังมีงานวิจัยเกี่ยวกับการปรับโครงสร้างของเปปไทด์ให้เหมาะสมที่สุด เพื่อประสิทธิภาพในการต่อต้านแบคทีเรียภายในเซลล์หลากหลายสายพันธุ์มากยิ่งขึ้น

ดังนั้น การสร้างนาโนไฟบริลเปปไทด์ที่ประกอบตัวเองได้จึงเปิดทิศทางใหม่อย่างสิ้นเชิงในการพัฒนายาปฏิชีวนะและวัสดุชีวการแพทย์ แนวทางที่อาศัยการประกอบตัวเองของเปปไทด์แบบควบคุมนี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพที่สำคัญสำหรับการแพทย์แห่งอนาคต โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาถึงการเติบโตของการดื้อยาปฏิชีวนะและความท้าทายใหม่ๆ ของโรคติดเชื้อ