MIT פרופ מסביר התקדמות הבנת המלריה באמצעות ננוטכנולוגיה

Published on December 14, 2010 at 1:15 AM

למרות הנדסה שיחק ארוך תפקיד מפתח בפיתוח טכנולוגיה לאבחון וטיפול במחלה האנושית, היא החלה רק לאחרונה להשפיע על הבנת בסיס תאית ומולקולרית של המחלה.

בעשור האחרון או כך, מהנדסים החלו תורמת תרומה משמעותית להבנת מחלות כמו מלריה, מחלות דם תורשתיות וסרטן, על פי סובךה סורש, דיקן לשעבר של בית הספר להנדסה של MIT.

NSF מנהל בית ספר לשעבר דיקן הנדסה סובךה סורש.

בהרצאה ב-MIT ביום חמישי, דצמבר 9, סורש, מי בחופשה כמו בוש Vannevar פרופסור להנדסה ב-MIT ועכשיו הוא מנהל הקרן הלאומית למדע, התווה מספר דרכים בהן מחקר בינתחומי הוביל להבנה חדשה של מחלות אנושיות, בעיקר מלריה.

סורש נבחר לתת הראשון דוד ב הרצאה שאוור, שהוקמה כדי לכבד את פרופסור ב-MIT של ההנדסה הביולוגית, שמת ביוני 2009. שאוור הקדיש את הקריירה שלו כדי לחקור את המחלות חיידקי, עם דגש מיוחד על ההבנה איך זיהום חיידקי במערכת העיכול מוביל למצבים כגון מחלת מעי דלקתית צהבת, וסרטן.

ההישגים של סורש להביא מבחינה הנדסית כדי לחקור את המחלה האנושית גרם לו בחירה מובנת מאליה עבור ההרצאה, אמר ג'יימס פוקס, פרופסור לרפואה השוואתי ההנדסה הביולוגית, שהציג סורש. "תגליותיו בדבר קשרים בין Nanomechanics ומלריה שעיצבו תחומים חדשים בצומת של תחומים מסורתיים", אמר פוקס.

סורש, שהחזיק המינויים מחלקות MIT של חומרים מדע והנדסה, הנדסה ביולוגית, הנדסת מכונות ואת החטיבה למדעי הבריאות והטכנולוגיה, להתעניין בלימוד מחלות זיהומיות לפני כשמונה שנים.

"נקודת המבט של מהנדס יכול להביא בתחומים שונים לכאורה כגון מחלות זיהומיות יכול להיות מועיל מאוד מנסים לא רק להבין את המנגנונים של מחלות זיהומיות האדם, אלא גם בפיתוח טכנולוגיות חדשות עבור אבחון ותרופות", אמר סורש.

תצוגה חדשה של מלריה

כמומחה בתחום הננוטכנולוגיה, החליט סורש ללמוד כיצד שינויים מכניים ברמה התאית המחלה יכולה להשפיע על האדם. באופן ספציפי, הוא התמקד להבין איך את טפיל המלריה משנה גם את הנוקשות ואת הדביקות של כדוריות דם אדומות, אשר מונע כדוריות הדם האדומות של אספקת חמצן לכל רקמות הגוף.

מלריה מדביק כ -400 מיליון אנשים ברחבי העולם מדי שנה, והורג בין 1 מיליון ו -3 מיליון דולר. שני טפילים - Plasmodium falciparum ו Plasmodium vivax - נרחב לגרום למחלה, אך סורש התמקדה פ falciparum כי זה גם קטלני ו מקובל בתרבות במעבדה.

מלריה מועברת על ידי יתושים, אשר לשחרר את הטפיל למחזור הדם של קורבן האדם הם ניזונים. לאחר להתרבות בכבד במשך כמה ימים, טפילים נכנסים לתאי דם אדומים, שם הם עוברים שוב ושוב מחזור של 48 שעות בחייו. בסוף כל מחזור, טפילים יותר משתחררים להדביק תאים דם נוספים.

באמצעות "פינצטה אופטית" (טכניקה המערבת בעדינות מתיחה תאים עם שני חרוזים בשליטת לייזרים), סורש ועמיתיו גילו כי בשנת 2005 לאחר הפלישה falciparum פ ', כדוריות דם אדומות להיות עד פי 100 נוקשה יותר בריא כדוריות דם אדומות, הרבה יותר מאשר סברו עד כה. זה אובדן deformability יכול מאוד לפגוע ביכולתה של התאים לזרום דרך נימים זעירים. מאוחר יותר הם לכמת עד כמה נגועים בתאי הדם האדומים יש נטייה רבה יותר לדבוק זה בזה על דפנות כלי הדם, מה שהופך אותם גוש ביחד.

ביחד, שני אלה שינויים biomechanical יכול להפחית באופן דרמטי את כמות החמצן המגיעה לרקמות רבות, מה שגרם לקורבנות לסבול מלריה תסמינים טיפוסיים כמו עייפות, אנמיה, כאבי ראש שרירים, ואפשרות אי ספיקת כליות או למוות.

לאחרונה, שיתף פעולה עם פיסיקאים סורש ב-MIT של ג'ורג' הריסון ספקטרוסקופיה מעבדה כדי להראות כי זיהום המלריה גורמת גם אדום התא ממברנות דם לאבד את היכולת שלהם לרטוט. תנודות אלה, אשר הם אינדיקטורים של בריאות של התא, קודם לכן אי אפשר ללמוד התא כולו משום שהם נמדדים מיליארדית המטר ו להתרחש רק מיקרו.

סורש ועמיתיו הם עכשיו לומדים את התפקיד של חלבון מסוים שמופיע לשלוט deformability שינויים בתאי דם אדומים. העבודה שלהם עלולה להוביל תרופות חדשות כי היעד חלבון, כגון RESA.

כל המחקרים הללו התאפשרו על ידי פיתוח של טכנולוגיות חדשות, כגון פינצטה, מיקרופלואידיקה אופטיים ויישום של טכנולוגיות לא מיושם באופן מסורתי למערכות ביולוגיות, כגון שיטות מיקרוסקופיה בשימוש ספקטרוסקופיה MIT Lab. "רוב הדברים שהצלחנו לעשות לא יכול היה לעשות לפני 10 שנים. כלי ניסיוני חישובית לא היה קיים ", אמר סורש.

סורש אמר שהוא מקווה אלה סוגים של מחקרים בין תחומיים יהפוך נפוץ יותר, ב-MIT ועוד. שדות כגון גנטיקה, ננוטכנולוגיה, מיקרופלואידיקה והנדסה חישובית יש הרבה מה להציע מחקר של מחלות אנושיות, הוא אמר. "יש לנו את ההזדמנות למצוא משהו חדש וייחודי".

מקור: http://web.mit.edu/

Last Update: 3. October 2011 11:16

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit