درمان بهتر برای زخم پای دیابتی

اول اکتبر 2019 - افراد مبتلا به دیابت نوع 2، اغلب از زخم های عفونی با ترمیم ضعیف در پاهای خود رنج می برند. با این حال، با استفاده از روشهای موجود دو روز طول می کشد تا بتوان نتیجه ی یک کشت باکتریایی را که معمولا برای شناسایی پاتوژنهای آلوده به زخم و مقاومت آنتی بیوتیکی آنها استفاده می شود، دریافت نمود و یک آنتی بیوتیک موثر را برای درمان عفونت تجویز کرد. با کمک یک تست سریع جدید که توسط محققان Fraunhofer ابداع شده است، این اطلاعات در آینده فقط در عرض یک ساعت بدست خواهند آمد.

تقریباً در آلمان روزانه یک هزار نفر به دیابت مبتلا می شوند، که بیش از 90 درصد از آنها به دیابت نوع 2 مبتلا هستند. تعداد افراد در حال ابتلا به این بیماری در اروپا و در سراسر جهان رو به افزایش است. دیابت نوع 2 می تواند منجر به بروز عوارض بی شماری از جمله آسیب ناشی از قند خون بالا در سلولهای عصبی شود. بیماران مبتلا به این عارضه(نوروپاتی دیابتی)، احساس لامسه را در اندامهای انتهایی خود از دست می دهند و غالباً دچار زخم های پوستی می شوند که بهبودی آنها مدت زیادی به طول می انجامد و یا هرگز بهبود نمی یابند. این زخم ها اغلب به پاتوژن های مختلفی آلوده می شوند. بر این اساس، پزشکان معمولاً آنها را با آنتی بیوتیک درمان می کنند. مشکل این است که همه آنتی بیوتیک ها در برابر هر پاتوژنی موثر نیستند و مقاومت آنتی بیوتیکی شایع تر می شود. به همین دلیل، پزشکان با سواپ از زخم نمونه گرفته و در یک محیط کشت باکتریهای موجود در زخم را در آزمایشگاه پرورش می دهند. این کشت میکروبی، اطلاعاتی را در مورد نوع پاتوژن ها و آنتی بیوتیکی هایی که در برابر آنها مقاوم هستند، ارائه می دهد. با این حال، دو روز طول می کشد تا نتایج آماده شود. این امر خصوصاً در مناطقی مانند هند، که دسترسی به نزدیکترین بیمارستان می تواند بسیار طولانی باشد و درمانها بصورت سرپایی انجام می شوند، حیاتی است. زیرا به طور معمول درمان آنتی بیوتیکی پس از گذشت چند هفته قابل تنظیم با نتایج، خواهد بود. علاوه بر این، درمان با آنتی بیوتیک های با طیف گسترده یا ناکارآمد، حتی می تواند خطر گسترش مقاومت آنتی بیوتیکی را افزایش دهد.

دریافت نتایج در طی یک ساعت به جای دو روز

این آزمایش سریع پزشکان را قادر می سازد تا از ابتدا آنتی بیوتیک مناسب را انتخاب و تجویز کنند. این آزمایش در پروژهMIDARDI ، توسط محققان موسسه ی سلول درمانی و ایمونولوژی Fraunhofer  دردپارتمان Bioanalytics and Bioprocesses IZI-BB و Electronic Nano Systems ENAS (Chemnitz)، همراه با شرکت BiFlow Systems GmbH و شرکا در هندوستان ابداع گردید. دکتر Harald Peter، رهبر گروه Fraunhofer IZI-BB گفت: با آزمایش سریع ما می توان در طی یک ساعت مشخص کرد که چه باکتری هایی زخم را آلوده کرده اند و این باکتری ها به چه آنتی بیوتیکهایی مقاوم هستند، این سرعت عمل به پزشکان اجازه می دهد که از همان ابتدا درمان با آنتی بیوتیک های مناسب را آغاز کنند.

آزمایش سریع به جای کشت باکتری ها در آزمایشگاه و مشاهده ی نحوه واکنش آنها به آنتی بیوتیک های مختلف، از طریق تجزیه و تحلیلDNA ی باکتری ها انجام می شود. پزشک سواپ را به سطح زخم کشیده و مایع زخم را روی ناحیه ی ورودی یک کارتریج که تقریباً به اندازه ی یک تلفن هوشمند است، قرار می دهد. در داخل این کارتریج باکتری ها استخراج می شوند و DNA آنها جدا شده و قطعه قطعه می شود. یک حسگر در داخل کارتریج قرار دارد که حاوی مولکول های کپچر(گیرنده) مخصوصی است، که با رشته های DNA باکتری ها و DNA جهش یافته که باعث ایجاد مقاومت آنتی بیوتیکی می شوند، جفت می گردند. اگر یک رشته از DNA با یک مولکول کپچر خاص مکمل باشد با آن جفت شده و به مولکول کپچر متصل می شود، در حالی که رشته های DNA که با سایر مولکول های کپچر مکمل نیستند و با آنها جفت نشده اند، در یک چرخه ی شستشو حذف می شوند. نور حاصل از DNA باکتریایی دارای لیبل فلورسانس نشان می دهد که مولکول های کپچر به DNA چه پاتوژنی متصل شده اند و بنابراین چه عوامل بیماری زایی در زخم وجود دارند و نسبت به چه نوع آنتی بیوتیکی مقاومت دارند.

محققان تیم Fraunhofer ENAS، بخش هایی از مراحل آماده سازی نمونه ی دقیق رشته های DNA را توسعه دادند. دکتر Andreas Morschhauser، رهبر گروهFraunhofer ENAS  گفت: به عنوان مثال، ما اطمینان حاصل کردیم که DNA پاتوژن ها به قطعاتی با طول مناسب هضم می شوند و بنابراین می توانند به مولکول های کپچر تثبیت شده در کارتریج متصل شوند. BiFlow Systems GmbH کارتریجی را فراهم نمود که هم بیوچیپ در آن قرار می گرفت و هم هندلینگ نمونه در آن اجرا می شد. از جمله چیزهای دیگر این بود که این شرکت اطمینان داده است که مایعات از میان تراشه به مقدار مورد نیاز جابجا شوند، این کار با تولید گاز کنترل شده ی الکتریکی که غشایی مانند بالون را باد می کند، انجام می شود تا مایعات را از طریق این سیستم پمپ نماید. همکاران Fraunhofer IZI-BB بیوچیپ این سیستم را طراحی کردند. دکتر Peter گفت: در فضایی به ابعاد 5 × 5 میلی متر، در صورت لزوم ما قادر به جا دادن 400 رشته از مولکولها کپچر مختلف با فواصل کمتر از 100 میکرومتر هستیم.

این آزمایش همچنین برای سایر تحلیل های پزشکی مناسب است

این آزمایش سریع به هیچ وجه محدود به زخمهای عفونی نیست. همچنین می تواند در موارد مسمومیت خونی و یا در دامپزشکی برای تجزیه و تحلیل ورم پستان ( التهاب غدد پستانی) در گاوهای شیری استفاده شود. تمام آنچه مورد نیاز است، یک بیوچیپ متفاوت با مولکولهای کپچر مناسب برای هر منظور است. دکتر Peter می گوید: طی حدود دو هفته، ما می توانیم بیوچیپ را برای تشخیص یک مشکل متفاوت سازگار کنیم. آزمایش سریع همچنین می تواند برای انواع نمونه ها، اعم از مایع زخم، خون، ادرار یا مدفوع طراحی شود. کارشناسان تخمین می زنند که این آزمایش سریع می تواند در حدود دو تا سه سال دیگر به بازار عرضه شود.

منبع:

https://medicalxpress.com/news/2019-10-treatment-diabetic-foot-ulcers.html