اثرات ضد باکتریایی عصاره آلوئه ورا

معرفی گیاه :
آلوئه ورا گونه ای از گیاه آلوئه بوده و از جمله گیاهان دارویی باارزش دنیاست، اسامی دیگر این گیاه صبر زرد ، صبر تلخ ، شاخ بزی و زنبق بیابانی است و به دلیل خواص دارویی باارزشی که دارد به «گیاه جاودانگی» ، «ملکه گیاهان» و «گیاه هزار درمان» معروف است.
آلوئه از خانواده سوسن است اين گياه با ظاهري شبيه به كاكتوس، گياهي دائمي، گوشتي و آبدار  با برگ هاي پهن تيغ دار است كه حداكثر  دو متر ارتفاع دارد . وقتى برگ این گیاه بريده شود ژلي ترشح مي شود كه تمام خواص گياه در آن نهفته است(1).
اين گياه از جمله گياهاني است كه يك سال كاشته مي‌شود و تا شش سال مورد استفاده قرار مي‌گيرد، بيماري اين گياه نسبت به ديگر گياهان بسيار كم است و آب بسيار ناچيزي مصرف مي‌كند.
از بین گونه های مختلف گیاه آلوئه ، تنها ( (Aloe Vera  بيشترين استفاده را براى انسان به دليل خاصيت دارويى آن داشته است که بعضي از شركتها  در حال کشت این گونه و استفاده از آن در تولید محصولاتشان هستند. آلوئه ورا يكي از منابع بسيار خوب مواد دارويي و بهداشتي به شمار می رود.

خواص درمانی :
در منابع دارويي فهرست مصارف آلوئه ورا تقريباً به اندازه فهرست مواد تشكيل دهنده آن طويل است. از بارزترين خواص آلوئه ورا جلوگيري از ضايعات پوستي و ترميم آنها است. مصرف خوراكي آلوئه ورا نيز به گوارش غذا كمك مي كند، سلامتي قلب و عملكرد كبد را بهبود مي بخشد، قند و كلسترول خون را كنترل مي كند، توليد انرژي را افزايش داده، درد مفاصل را تسكين مي دهد، شش ها را پاك مي سازد، سيستم ايمني بدن را تقويت مي كند و زخم ها و جراحات را ترميم مي نمايد.
از آلوئه كه امروز در تمام دنيا كاشته مي شود براي درمان گستره وسيعي از بيماري ها از انواع ميگرن گرفته تا سوءهاضمه، درمان جوش و سوختگي استفاده مي شود.
ژل آلوئه براي درمان بسياري از بيماري ها مفيد است، از آن جمله مي توان به درمان اگزما و ساير مشكلات و حتي عفونت هاي پوستي، سرمازدگي، سوختگي، ترميم جاي عمل سزارين، هموروئيد و انواع ديابت اشاره كرد.
شيرة ‌اين گياه مسهل مفيدي است و با ميزان مصرف كمتر، شيرة Aloe مي تواند از سنگ كليه پيشگيري يا اندازة سنگ را كوچكتر كند. اين ماده به عنوان تسهيل كننده دفع مدفوع به ويژه در افرادي كه مبتلا به وبواسير هستند ماده مفيدي است.
عصارة Aloe شكل ژل اين گياه است كه مصارف داخلي دارد و چون داراي خواص ضد ميكروبي است، از آن براي درمان عفونتهاي ميكروبي مجاري معده اي-روده اي نيز مي توان استفاه كرد. چون اين ماده اسيدهاي معده را كه سبب تشديد زخمها ميشود كاهش مي دهد براي درمان زخمهاي معده نيز مؤثر است.

نقش سیگما فاکتورها در بیان ژن های ویرولانس

مقدمه: پلیمراز شامل 5 زیر واحد پلی پپتیدی است دو زیر واحد آلفا کاملا یکسان و دو زیر واحد دیگر بتا و بتاپریم (β و́β) از نظر اندازه یکسان ولی از نظر ساختمانی تفاوتهایی دارند و همچنین حاوی زیر واحد اومگا ) ω( می باشد. این مجموعه قادر هستند تا به طور مستقل مرحله طویل سازی و خاتمه رونویسی را انجام دهند ولی توانایی شروع رونویسی را ندارند. آغاز رونویسی توسط این مجموعه نیاز به زیر واحد دیگری به نام سیگما فاکتور دارد. این واحد همراه با کور RNA پلی مراز هولوآنزیم را تشکیل می دهند. 
بنابراین تفاوت اصلی آنزیم کور  و هولوآنزیم در وجود یا عدم وجود فاکتور سیگما است. مطالعات مشخص کرده که کور RNA پلی مراز اختصاصی عمل نمیکند به این مفهوم که کلاسهای ژنی را تشخیص نمیدهد. هم چنین قادر به تشخیص رشته الگو از غیر الگو نبوده و نمی تواند از DNA دست نخورده و سالم رونویسی انجام دهد. همه ی این تفاوتها نشان میدهد فاکتور σ در اختصاصی عمل کردن آنزیم نقش دارد بهمین دلیل نام آنرا σ گذاشته اند که معادل S انگلیسی از Specificity یا اختصاصیت میباشد. باکتری ها حاوی انواع مختلفی از فاکتورهای سیگما می باشند که دارای نقش تنظیم کننده بوده و قادرند مناطق مختلفی را بر روی رشته DNA تشخیص دهند. وجود انواع فاکتورهای سیگما در باکتر یها را می توان مربوط به روش های مختلف بیان ژن ها در شرایط مختلف مانند اسپور سازی، واکنش در برابر شوک های حرارتی و یا تکثیر باکتریوفاژ دانست.

زیر گروه3.1 سیگما فاکتورهای تاژک
بیشتر باکتری هایی که متحرک هستند اندام خارجی فلاژل را دارا می باشند که سلول را در جهت هایی که توسط سیگنال های حسی مختلف القاء می شود سوق می دهد. بیشتر از 50 ژن که در 3 کلاس تقسیم می شوند در شکل گیری عملکرد تاژک اشریشیا کولی و سالمونلا تایفی موریوم نقش دارد. در بالای ژن کلاس 1 تاژک ژن های flgD و flgC قرار دارند که رونویسی از ژن های کلاس 2 را به طور مثبت کنترل می کنند. ژن های کلاس 2 اجزاء مورد نیاز در مراحل اولیه ساخت جسم پایه تاژک، سیگما فاکتور FlgM و FliA، کد می کند. FliA یا سیگما 28 برای بیان پروتئین های تاژک کلاس 3 مورد نیاز هستند که این پروتئین ها موجب سرهم کردن فیلامنت و ژن هایی عمل کننده در مجموعه ژنی کموتاکسی در انتروباکترهای مختلف می شود. FliA به طور منفی توسط FliM کنترل می شود .

زیر گروه 3.4-سیگما فاکتورهای مرتبط با تولید اسپور

در پاسخ به شرایط نامساعد اکثر گونه های باکتریایی تحت تغییرات فیزیولوژی قرار می گیرند. تغییر شکل سلول باعث می شود تا در مقابل شرایط استرس مقاوم شده و به میزان زیادی فعالیت متابولیسمی آن کاهش پیدا می کند (شکل 4). بعضی از باکتری های ازجمله باسیلوس، کلستریدیوم و استرپتومیسس ها اسپورهای با مقاومت بسیار بالا تولید می کنند. این تغییر باعث می شود تا ژنوم در شرایط نامساعد محافظت شود.

Genotoxicity شاخه ای از علم سم شناسی می باشد که به منظور شناسایی ترکیبات و موادی طراحی شده است که توانایی آسیب به DNA  و ایجاد جهش را دارا هستند. این به دلیل توانایی در ایجاد سرطان، سرطان زا (Carcinogen) هم نامیده میشوند. لزوم شناسایی این مواد سمی جهش زا در صنعت های مختلفی از جمله داروسازی، کشاورزی و تولید غذا اهمیت دارد زیرا مصرف کننده نهایی این محصولات خود انسان می باشد. به همین جهت روش های مختلفی جهت شناسایی و ارزیابی این مواد سمی به وجود آمده اند. روش های نوین در محیط in vitro با استفاده از باکتری ها و رده های سلولی جایگزین روش‌های قدیمی استفاده از حیوانات آزمایشگاهی مانند موش و رت شده اند. بعضی از این روش‌های نوین از جمله تست ایمز، استفاده از رده های سلولی و تست کروموزوم ها بیشتر از بقیه کاربرد دارند. گزارشاتی که در مورد ایجاد سرطان وجود دارد بر این حقیقت دلالت دارد که عوامل ایجاد کننده سرطان تغییر یافته است، به طوری که مواد شیمیایی یکی از عوامل اصلی ایجاد کننده سرطان در نظر گرفته شده است. دلیل این امر افزایش ارتباط  با مواد شیمیایی می باشد. با این حال امروزه روش هایی جهت شناسایی سرطان زا بودن مواد شیمیایی وجود دارد که به بررسی آنها می پردازیم [1]

تست ایمز Ames test

وسیع ترین و بهترین تست سریعی که مورد استفاده قرار می گیرد تست آیمز است که به نام مخترع آن، بروس آیمز، که یک بیولوژیست مولکولی است نام گذاری شده است. این تست توانایی شیمیایی برای ایجاد موتاسیون در باکتری سالمونلا تایفی موریوم اندازه گیری می کند که در سال 1940 توسعه پیدا کرد. ژنتیک و بیوشیمی سالمونلا به خوبی شناخته شده است. این باکتری به سرعت و به آسانی رشد می کند نتایج این تست به آسانی تفسیر می شود و قابل تکرار است. در واقع آزمون آیمز ژن جهش هایی که در سنتز هیستدین دخالت دارند را حمل می کند و در واقع این باکتری جهش یافته هایی هستند که اگزوتروفیک می باشند، یعنی جهشی در آنها، موجب شده است که برای رشد، نیاز به هیستیدین داشته باشند. در نتیجه آنها برای اینکه بتوانند رشد کنند نیاز به هیستیدین دارند و در محیط فاقد هیستیدین قابلیت رشد را از دست می دهند. این روش بر پایه چندین زنجیره هیستدین در سالمونلا که هر کدم در بر دارنده جهش‌های مختلفی در ژن های در اپرن هیستیدین هستند،  می باشند. این جهش ها بعنوان نقاط داغی برای مواد جهش زا که سبب آسیب DNA از طریق ساز و کارهای مختلف می شوند، عمل می کنند. در واقع این باکتری ها در اپرن هیستیدن خود دارای جهش هستند که از ناتوانی آنها برای رشد در محیط فاقد هیستیدین برای شناسایی عوامل جهش زا استفاده می شود.

سیتم تنظیمی گلوبال رگولون در استافیلوکوکوس اورئوس

در سیستم رگولون گروهی از ژن­ها که در مکان­های متفاوتی از کروموزوم قرار دارند به صورت هماهنگ تنظیم می­شوند. این مجموعه از ژن­ها یا اپرون­ها توسط پروموتورهای مجزا بیان می­شوند ولی این ژن­ها توسط یک مولکول تنظیمی یکسان کنترل می­شوند (شکل 1).

شکل 1. ساختار رگولون. پروتئین تنظیمی با پروموتورهای چندین ژن در مکان­های مختلف ژنوم برهمکنش داده و در تنظیم این ژن­ها نقش دارد.

استافیلوکوکوس اورئوس با تولید فاکتورهای بیماریزایی مختلف سطحی (مانند عوامل چسبندگی) و خارج سلولی (مانند توکسین­ها) می­­تواند عفونت ایجاد نماید.  بیان بسیاری از عوامل بیماریزایی در استافیلوکوکوس اورئوس بسیار هماهنگ بوده و معمولاً توسط فاکتورهای تنظیمی گلوبال[1] مانند agr [2]و sar [3] کنترل می­شود. فاکتورهای تنظیمی رونویسی طیف مختلفی از ژن­های غیر مرتبط را کنترل می­کنند، بسیاری از این ژن­ها در بیماریزایی باکتری نقش دارند (1).

فاکتور تنظیمی گلوبال sar

لوکوس تنظیمی دیگر sar نام دارد. بر خلاف agr، لوکوس sar سنتز پروتئین­های خارج سلولی (مانند همولیزین­ها) و هم سنتز پروتئین­های دیواره سلولی (مانند پروتئین متصل شونده فیبرونکتین) را در استافیلوکوکوس اورئوس فعال می­کند.

ساختار خانواده پروتئین  SarA

 لوکوس sar در یک قطعه 1.2 kb در ژنوم قرار گرفته و شامل سه رونوشت می­باشد که با هم همپوشانی[4] دارند و دارای سه پروموتور مجزا به نام های P1، P2 و P3 می­باشند. این سه رونوشت شامل sarA، sarC و sarB هستند. همه این رونوشت­ها ORF به نام sarA را کد می­کنند که همگی انتهای  َ3 مشترک دارند ولی از پروموتورهای مجزا شروع می­شوند (1). 

پروتئین  SarA

پروتئین SarA در بین خانواده sar بیشتر مورد مطالعه قرار گرفته است. پروتئین SarA یک پروتئین 124 آمینواسیدی میباشد. بررسی اخیر ساختار کریستالی SarA نشان می­دهد که این پروتئین ساختار مارپیچ بالدار دارد. پروتئین SarA مانند همولوگ آن SarR یک ساختار مارپیچی بالدار دوتایی می­باشد

انواع سلول های بنیادی  و کاربرد سلولهای بنیادی سرطان جهت پیشگیری و درمان سرطان

سلول­های بنیادی

بدن انسان شامل 200 نوع مختلف سلول می­باشد که این سلول­ها در بافت­ها و اندام­ها سازماندهی یافته­اند تا عملکردهای مورد نیاز برای حیات و تولید مثل را فراهم نمایند. از نظر تاریخی زیست­شناسان به پدیده­های زیستی که قبل از تولد رخ می­دهد علاقه­مند بوده­اند. نیمه دوم قرن بیستم زمان طلایی برای زیست­شناسی تکاملی بود، به خاطر اینکه مسیرهای تنظیمی اصلی که در اختصاصیت[1] و ریخت­زایی[2] بافت­ها نقش داشتند در سطح مولکولی مشخص شدند. منشاء تحقیقات سلول­های بنیادی وقتی بود که دانشمندان آرزو داشتند که بفهمند که چطور بافت­ها در انسان­های بالغ حفظ می­شوند در حالی که انواع سلول­های مختلف در جنین ایجاد می­شوند.

از قبل مشخص شده که سلول­های موجود در یک بافت مشخص از نظر سلولی با هم هتروژنسیته دارند. در بعضی از بافت­ها مانند خون، پوست و اپی­تلیوم روده، سلول­های تمایز یافته عمر کوتاهی داشته و قادر به خود نوسازی[3] نیستند. بنابراین دانشمندان فهمیدند که چنین بافت­های توسط سلول­های بنیادی حفظ می­شوند. سلول­های بنیادی به سلول­های گفته می­شود که ظرفیت نوسازی زیادی داشته و توانایی ایجاد سلول­های دختری را داشته که این سلول­های دختری خود تحت تمایز بیشتر قرار می­گیرند. چنین سلول­های فقط رده­های سلولی تمایز یافته را برای بافت­های که در آن قرار دارند تولید نموده و به بنابراین به این سلول­ها چند پتانسیلی[4] یا تک پتانسیلی گفته می­شود (شکل1) (1).

شکل1. منشاء سلول­های نبیادی. به سلول­هایی که قادرند تمام انواع سلول را در یک موجود بالغ ایجاد کنند سلول پرتوان[5]  گویند. اگر علاوه بر آن آنها قادر باشند بافت­های خارج جنینی را  نیز ایجاد کنند به آنها همه توانی[6] گفته می­شود. سلول­های چندپتانسیلی قادرند تمام انواع سلول­های تمایز یافته در یک بافت مشخص را ایجاد کنند. در بعضی مواقع یک بافت فقط حاوی یک رده تمایز یافته است و سلول­های بنیادی که این رده را حفظ می­کنند به عنوان تک پتانسیلی معرفی می­شوند.

CNS, central nervous system; ICM, inner cell mass.

در روزهای اول تحقیقات سلول­های بنیادی، بین سه نوع بافت تمایز داده می­شد: 1- بافت­های اپیدرمی که سلول­های تمایز یافته آن دارای نوسازی سریع می­باشند، 2- بافت­ مغز که به نظر می­رسد خودنوسازی نداشته باشد و 3، بافت­های مانند کبد که سلول­های آن به دو سلول دختر با عملکرد یکسان تقسیم می­شوند. اگرچه هنوز این گفته صحیح است که بافت­های بالغ مختلف از نظر نسبت سلول­های تکثیری و ماهیت اجزای تمایز دهنده سلول با هم فرق دارند، ولی در سال­های اخیر مشخص شده است که بعضی از بافت­ها که قبلاً فکر می­شد فاقد توانایی نوسازی هستند حاوی سلول­های بنیادی هستند.

یک دلیل که باعث شد مدت زمان زیادی طول بکشد تا سلول­های بنیادی به عنوان یک  زمینه تحقیقاتی به طور کامل پذیرفته شود این بود که در سال­های اولیه زمان و انرژی زیادی برای تعریف یک سلول به عنوان سلول بنیادی صرف شد. علاوه بر این خصوصیات دیگری برای سلول­های بنیادی مانند کم یاب بودن ، ظرفیت تقسیم نامتقارن یا تمایل به تقسیم کمتر، در نظر گرفته شد و بنابراین در صورتی که سلولی این خصوصیات را نداشت از لیست سلول­های بنیادی حذف می­شود. با این وجود هنوز بعضی از دانشمندان با این تعریف مخالفت می­کنند.

استفاده از اصطلاح سلول پیش­ساز یا سلولی که به صورت گذرا تکثیر می­کند، باید به سلول­های گفته شود که اجزای سلول بنیادی را از دست داده­اند ولی توانایی تقسیم و تمایز بیشتر را دارند (1).

سلول­های بنیادی سرطان

اخیراً توجه زیادی به موضوع سلول­های بنیادی سرطان شده است. سلول­های بنیادی سرطان خیلی شبیه به سلول­های بنیادی معمول بافتی دارند با این معنی که سلول­ها در تومورها هتروژن بوده و تنها بعضی از سلول­ها (سلول­های بنیادی سرطان یا سلول­های شروع کننده تومور) دارای توانایی حفظ تومور یا رشد مجدد پس از شیمی­درمانی هستند. مفهوم سلول بنیادی سرطان مهم می­باشد چون این مفهوم یک رویکرد جدید را برای درمان سرطان پیشنهاد می­کند.

شکل2. فرضیه سلول­ بنیادی سرطان. تومور بالای به صورت یک جمعیت یک دست از سلول­ها نشان داده شده درحالی که تومور پایین حاوی سلول بنیادی سرطان و سلول­های تمایز یافته است. شیمی درمانی موفق یا ناموفق بر اساس رفتار سلول­ها در تومور تفسیر می­شود.

DNA واکسن­ها: DNA Vaccines

واکسن­های که امروزه مورد تایید هستند بیشتر شامل پاتوژن­های کشته شده، زیر واحدهای از پاتوژن­ها (مثل پروتئین­ها) و یا ویروس­های ضعیف شده هستند. واکسن­های غیرزنده از طریق القاء سلول­های T  CD4+ و مکانیسم­های همورال ایمنی ایجاد می­کنند، اما این ایمنی بلند مدت نمی­باشد. در مقابل واکسن­های زنده ضعیف شده هر دو سیستم ایمنی سلولی و همورال را تحریک نموده و ایمنی با زمان بیشتری ایجاد می­کنند. با این حال میزان تضعیف باعث کاهش ایمنی­زایی واکسن زنده می­شود و در مواقعی که تولید واکسن ضعیف شده قرار است چندین نوع (subtypes) ویروس یا پاتوژن را هدف قرار دهد، مشکل وجود دارد. نگرانی­هایی در مورد ایمنی[1] استفاده از هر دو نوع واکسن­های غیر زنده یا ضعیف شده وجود دارد. این محدودیت­ها باعث شده که نیاز به نسل جدیدی از واکسن­ها با ایمنی­زایی وسیع­تر، احساس شود (2).

مطالعه در مورد DNA واکسن­ها اولین بار در دهه 1990 شروع شد، در آن زمان گزارش شد که DNA پلاسمیدی تزریق شده به پوست یا عضله باعث القاء پاسخ آنتی­بادی به آنتی­ژن­های ویروسی و غیر ویروسی می­شود. ساده و سازش­پذیری[2] این رویکرد تهیه واکسن باعث جلب توجه زیادی در انجام مطالعات در زمینه آنتی­ژن­های ویروسی و غیر ویروسی شده است. در تئوری DNA واکسن­ها (بدون نیاز به یک پاتوژن تکثیر شونده) می­توانند همانند واکسن­های زنده ضعیف شده ویروسی ،باعث پاسخ­های وسیع ایمنی شوند.

اولین بار اثبات مفید بودن DNA واکسن با تزریق یک پلاسمید کد کننده هورمون رشد انسانی[3] (HGH) به موش انجام گرفت. در این اولین آزمایش ژن hGH با هدف ساخت پروتئین آن جهت درمان به پوست ناحیه گوش موش تزریق شد. چندین موش ایمن شده سطوح قابل توجه­ای از آنتی­بادی را نشان دادند. مشابه پاسخ ایمنی مشاهده شده در عفونت ویروسی یا واکسیناسیون ویروس ضعیف شده، تولید داخل سلولی پرتئین یا آنتی­ژن پپتیدی باعث القاء پاسخ­ سلولی بالایی از نوع Th1 می­شود. با این حال به خاطر تولید کم پروتئین (کد شده توسط DNA واکسن) در بدن پاسخ ایمنی از نوع Th2 پایین خواهد بود (3).

با توجه به مفید بودن DNA واکسن­ها در مدل­های حیوانی کوچک، در ادامه مطالعات کارآزمایی­ بالینی[4] آنها نیز انجام گرفت. یکی از چندین مطالعات کارآزمایی­ فاز I که از حدود 2 دهه پیش شروع شده، در مورد بررسی ارزیابی DNA واکسن ویروس HIV-1 به منظور کاربرد درمانی و پیشگیری است.

در ادامه سایر مطالعات انجام شده شامل DNA واکسن برای سایر آنتی­ژن­های HIV-1 ، آنتی­ژن­های سرطان، آنفلوانزا، HPV[5] ، هپاتیت و مالاریا بود. با این حال نتایج این مطالعات اولیه رضایت بخش نبود. DNA واکسن­ها بی­­خطر بوده و خوب تحمل می­شوند، اما ثابت شده که ایمنی­زایی ضعیفی دارند (2).

تیتر آنتی­بادی القاء شده خیلی پایین بوده یا وجود ندارد، پاسخ سلول­های T از نوع CD+8 به ندرت بوده، و همچنین پاسخ سلول­های T از نوع CD+4 نیز کم می­باشد. با این حال این مطالعه­ها نشان دادند DNA واکسن­ها می­توانند بدون خطر در انسان پاسخ ایمنی ایجاد کنند (2).

 یک DNA واکسن برای حفاظت اسب­ها در برابر ویروس West Nile برای استفاده در دامپزشکی تائید شده است. Bar-Or و همکارانش با استفاده از یک DNA واکسن کد کننده پروتئین پایه میلین (در بیماران ماتیپل اسکلروزیس MS)، توانستند تحمل ایمنی اختصاصی به آنتی­ژن را  ایجاد نمایند. DNA واکسن­ها علارقم پاسخ­های ایمنی ضعیف در انسان مزایای زیادی دارند (3).

اخیراً 43 DNA واکسن بیماری­های ویروسی و غیر ویروسی در مراحل کارآزمایی بالینی در حال ارزیابی هستند (جدول1). اکثر (62%) این کارآزمایی­های بالینی در مورد واکسن HIV (33%) یا واکسن سرطان­ها (29%) تحقیق می­کنند (شکل1). تقریباً نیمی (38%) از واکسن­های سرطان در مورد ملانوما می­باشند. سایر کارآزمایی­های بالینی باقی مانده در مورد واکسن آنفلوانزا، هپاتیتB و C، HPV، و مالاریا تحقیق می­کنند.

 واکسن­های نانو ذره­ای[1]

امروزه نانوتکنولوژی این توان را به دانشمندان داده است که انواع نانوذره­ها را از نظر ترکیب، اندازه، شکل و خصوصیات سطحی که در زمینه پزشکی کاربرد دارد را طراحی کنند. نانوذرات به خاطر شباهت با اجزا سلول قادر به ورد به سلول­های زنده از طریق مکانیسم اندوسیتوز (به خصوص پینوسیتوز) هستند. در حقیقیت نانوذرات در حال ایجاد انقلابی در تشخیص و پیشگیری بیماری­ها هستند. ظهور ذرات شبه ویروسی (VLPs) و نانو­­ ذرات تجدید پذیر (مانند quantum dots و نانو ذرات مگنتیک) نشان دهنده تلاقی بیوتکنولوژی پروتئینی با نانوتکنولوژی غیرآلی بوده و یک زمینه مناسب برای پیشرفت نانوپزشکی فراهم می­کند (2).

استفاده از نانوتکنولوژی در واکسن­سازی بویژه در دهه گذشته افزایش چشمگیری داشته (شکل1) و باعث شکل­گیری رشته نانو­ واکسن[2] شده است. نانوذرات در هر دوی رویکردهای درمانی و پیشگیری به عنوان سیستم حمل کننده جهت افزایش پردازش آنتی­ژن و هم به عنوان ادجوانت کمک تحریکی برای فعال نمودن یا افزایش ایمنی استفاده شده­اند. استفاده از نانو واکسن به عنوان درمان بیشتر برای درمان سرطان­ها بکار رفته است و اخیراً برای درمان سایر بیماری­ها مانند آلزایمر مورد تحقیق قرار گرفته است.

نانو واکسن به عنوان عامل پیشگیری برای بیماری­های مختلفی استفاده شده است. تعدادی از نانو واکسن­های پیشگیری کننده برای انسان تایید شده­اند و بسیاری هم در مراحل کارآزمایی بالینی هستند (2).

شکل1: تعداد مقاله­های چاپ شده در زمینه نانوذرات و واکسن در Web of Science تا 29 جولای 2013

انواع نانو ذرات به ذراتی گفته می­شود که اندازه­ای بین 1 تا 100 نانومتر داشته باشند (شکل2).

4-1 انواع نانوذرات

1-4-1 نانوذرات پلیمری

انواع بسیاری از پلیمرهای سنتزی برای تهیه نانوذرات استفاده می­شوند، که از جمله می­توان به پلی D-L- لاکتید- کو- گلیکولید (PLG)، پلیD ،L-لاکتیک-کوکلیکولیک اسید (PLGA)، پلی g-گلوتامیک اسید (g-PGA)، پلی اتیلین گلیکول (PEG) و پلی استرن اشاره نمود. نانوذرات PLGAو PLG به خاطر سازگاری زیستی و تجزیه شدن زیستی بیشتر مورد بررسی قرار گرفته­اند. این نانوذرات پلیمری آنتی­ژن را به دام انداخته و آن را به سلول­های مشخص حمل نموده و یا به خاطر سرعت تجزیه پایین خود باعث آزاد شدن تدرجی آنتی­ژن می­شوند. از PLGA برای حمل آنتی­ژن­های متنوعی مانند پلاسمودیوم وایواکس به همراه منوفسفریل لیپید A (به عنوان ادجوانت)، ویروس هپاتیت B (HBV)، باسیلوس آنتراسیس و توکسوئید تتانوس استفاده شده است.

از پلیمرهای مانند پلی L-لاکتیک اسید (PLA)، PEG، PLGA و پلیمرهای طبیعی مانند پلی­ساکاریدها همچنین برای ساخت نانوذرات هیدروژل استفاده شده است. نانوذرات هیدروژل یک نوع از پلیمرهای مشبک سه بعدی آب دوست در اندازه نانو هستند. نانوژل­ها خواص خوبی از جمله انعطاف پذیری اندازه سوراخ­ها، سطح بزرگی برای اتصال­های چندگانه، محتوی آب بالاتر و ظرفیت نگهداری آنتی­ژن بیشتر دارند (2).

نانوژل­های کیتوزان به طور گسترده برای حمل آنتی­ژن­ها مانند زیر واحد زنجیره سنگین نروتوکسین تیپ A کلستریدیوم بوتولینوم به صورت واکسن داخل بینی و بدون ادجوانت بکار رفته­اند. نانوژل­های کیتوزان همچنین برای حمل آنتی­ژن نوترکیب NcPDI برای واکسیناسیون Neospora caninum بکار رفته است.

2-4-1 نانوذرات غیرآلی

بسیاری از نانوذرات غیرآلی برای استفاده در واکسن بررسی شده­اند. اگرچه بیشتر این نانوذرات قادر به تجزیه زیستی هستند، ولی مزیت آنها در ساختار محکم و سنتز قابل کنترل است. نانوذرات طلا (AuNPs) برای حمل واکسن حمل واکسن استفاده شده­اند. نانوذرات کربن نوع دیگری از نانوذرات هستند که برای حمل واکسن و داروها بررسی شده­اند. سیلیکا نانوذره دیگری است که برای نانوواکسن و طراحی سیستم­های حمل مناسب است (2).

2 پلیمرهای PLGA و ترکیب­های پلیمری

پلیمرهای سنتزی تجزیه پذیر زیستی[3] مانند PLGA به خاطر ساخت آسان و داشتن خصوصیات مورد نظر، توجه زیادی را در چند سال اخیر در تحقیقات به خود جلب نموده­اند. سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) استفاده از PLGA را در انسان و حیوان تایید نموده است، و اخیراً این پلیمر در طیفی از محصولات بیومدیکال مانند ماتریکس­های حمل کننده[4] داروها و نخ بخیه به کار رفته است (1،10).

استفاده از PLGA به عنوان ماتریکس برای میکروذره­های[5] قابل تزریق در دهه 1980 توسعه یافت و بعد از آن تحقیقات در زمینه میکروذره­ها برای حمل داروهای درمانی و پیشگیری کننده (شامل آنتی­ژن­ها و تعدیل کننده­ها) شتاب قابل ملاحظه­ای گرفت. تحقیقات اخیر در زمینه واکسیناسیون PLGA بیشتر در زمینه ساخت ذره­های در اندازه نانومتر بوده تا ساختاری شبیه پاتوژن­ها ایجاد نموده و هم باعث بهبود حمل واکسن هدف­گذاری شده برای APCs جهت القاء پاسخ TH1 شود (1).

2-2 روش­های تهیه ذرات PLGA

سه روش معمول در تهیه نانو و میکروذره­های PLGA وجود دارد: که شامل ... ادامه دارد

خانواده لاکتوباسیلاسه

خانواده لاکتوباسیلاسه بر اساس آنالیزهای فیلوژنتیک توالی ژن 16S rRNA شامل جنس­های لاکتوباسیلوس[2]، پارالاکتوباسیلوس[3] و پدیکوکوس[4] می باشد.

سلول­ها به شکل کشیده و باریک، و گاهی وقت­ها به صورت باسیل­های خمیده تا کوکوباسیل­های کورینه­فورم کوتاه یا کروی می­باشند. تشکیل زنجیره معمول می­باشد (به استثناء پدیکوکوس که تشکیل جفت یا تتراد می­دهد). این باکتری­ها اسپور تشکیل نداده، متابولیسم تخمیری داشته و هیدورلیز کننده اجباری قندها[5] هستند. حداقل نیمی از محصول نهایی کربن لاکتات می­باشد. سایر محصولات می­تواند استات، اتانول، CO2، فورمات یا سوکسینات باشد.

اکسیداز و سیتوکروم منفی هستند. کاتالاز معمولاً منفی می­باشد، اگرچه بعضی از سویه­ها ممکن است کاتالاز کاذب[6] تولید کنند.  نیازهای تغذیه­ای پیچیده دارند و به اسیدهای آمینه، پپتیدها، مشتق­های اسیدنوکلئویک، ویتامین­ها، نمک­ها، اسیدهای چرب یا استرهای اسیدهای چرب و کربوهیدرات­های قابل تخمیر نیاز دارند.

جنس لاکتوباسیلوس

سلول­ها از شکل بلند و باریک، گاهی باسیل خمیده تا باسیل کوتاه (اغلب به صورت کوکوباسیل کورینه­فورم) متغییر بوده و تشکیل زنجیره شایع می باشد. معمولا فاقد حرکت هستند، در صورت متحرک بودن دارای تاژک­های پری تریش هستند. اسپور تشکیل نداده و گرم مثبت می­باشند. بعضی از سویه­ها دارای اجسام قطبی[7] ، گرانول­های داخلی و یا یک ظاهر راه راه در رنگ آمیزی گرم یا متیلن بلو هستند.

متابولیسم تخمیری; هیدرولیز کننده اجباری قندها می­باشند. حداقل نیمی از محصول نهایی کربن لاکتات می­باشد. لاکتات معمولاً تخمیر نمی­شود. سایر محصولات می­تواند استات، اتانول، CO2، فورمات یا سوکسینات باشد.

بی­هوازی اختیاری; در کل رشد سطحی بر روی محیط جامد توسط شرایط بی­هوازی یا کاهش فشار اکسیژن و 5 الی 10 درصد CO2 افزایش می­یابد. شرایط کاملاً هوازی معمولاً مهارکننده رشد می­باشد (بعضی از سویه­ها برای جداسازی به شرایط بی­هوازی نیاز دارند.).

سین­تروفی (Syntrophy)

میکروارگانیسم­ها از طریق تعامل داشتن با یکدیگر قادرند در جایگاه های (niche) در طبیعت ساکن شوند که در به صورت تنهایی قادر به ساکن شدن دراین محیط ها نیستند. یک شبکه پیچیده از برهمکنش ها بین گونه ها وجود دارد که ساختار اجتماعات میکروارگانیسم ها و نوع پاسخ آنها به تغییرات محیطی را مشخص میکند. یک نوع از برهمکنش های بین گونه ای همیاری (Mutualism) می باشد که در آن دو یا تعداد بیشتری گونه در یک شبکه به هم منفعت می رسانند. مثال های مختلفی از همیاری در طبیعت وجود دارد، برای مثال همیاری بین کرم های  نماتود و باکتری های اکسید کننده متان یا اکسید کننده سولفات باعث تداوم زندگی آنها در محل تراوش هیدروکربن های نفتی در اقیانوس می شود. ارتباط همیاری بین آرکی ها و باکتری ها باعث اکسید بی هوازی متان می شود. همیاری به خصوص در اجتماعات میکروبی که چندین گونه در تجزیه مواد آلی دخالت دارند، با اهمیت است (1).

لغت سین تروفی به معنی خوردن با همدیگر می باشد (7). سین تروفی یک شکل از همیاری میکروبی می باشد که بیشتر در ارتباط با تجزیه مواد آلی توسط اجتماعات میکروبی می باشد. در روابط سین تروفی انتقال متابولیت ها بین گونه ها برای رشد ضروری می باشد (1).

یک مثال سین تروفی حشرات مایت موجود در گرد و غبار خانه می باشند. این حشرات از سلولهای  پوست بدن انسان ها که در کف خانه می ریزد تغذیه می کنند. میکروارگانیسم های موجود در روده بزرگ گاو، سلولاز گیاهان خورده شده را تجزیه و به لیپید تبدیل می­کنند. بیشتر این لیپید­ها در روده بزرگ جذب می­شوند (9).

در واقع سین تروفی یک ارتباط خاص همیاری بین دو نوع باکتری متفاوت از نظر متابولیک می باشد که برای تجزیه یک ماده خاص به همدیگر وابسته هستند (به خصوص برای تامین انرژی) (2).

تعریفی دیگری از سین تروفی: رابطه همیاری یک تعامل مثبت بین میکروارگانیسم های مختلف می­باشد که هر دو طرف از آن سود می­برند. شکلی از همیاری که بر اساس ارتباط تغذیه ای می باشد به عنوان سین تروفی شناخته می شود. در واقع در سین تروفی دو میکروارگانیسم به صورت تعاونی و مشارکت یک مواده غذایی را مصرف می کنند که به صورت تنهایی قادر به مصرف آن نیستند (4).

رابطه سین تروفی باکتری­ها با هم بیشتر در محیط­های بی­هوازی رخ می­دهد. در سین­تروفی تجزیه مواد (مانند اسیدهای چرب) به محصولات  نهایی (مانند H2، فورمات، استات) تنها در صورتی رخ می­دهد که غلظت این محصولات پایین نگه داشته شود. پایین نگه داشتن غلظت این محصولات معولاً به کمک یک میکروارگانیسم دوم (معولاً یک متانوژن) انجام می­گیرد که این محصولات را مصرف می­کنند. به عنوان مثال تجزیه بوتیرات به هیدروژن و استات توسط باکتری Syntrophomonas wolfei در صورتی رخ می دهد که متابولیت­هایی مانند H2 توسط آرکی­باکترهای متانوژن مصرف شوند (شکل) (9).

این مطلب ادامه دارد.....

کمپیلوباکتر^[1] باسیل گرم منفی، متحرک، بدون اسپور، شبیه بال مرغ دریایی^[2]، غیر تخمیر کننده و به استثناء گونه­ی گراسیلیس^[3] اکسیداز مثبت هستند. بیشتر گونه‏های این جنس میکرو آئروفیلیک بوده و در محیط آگار خوندار تحت شرایط میزان کم اکسیژن به آسانی رشد می­کنند. کمپیلوباکتر دارای 18 گونه و زیر گونه است. از بین گونه‏های مختلف کمپیلوباکتر، کمپیلوباکتر آپسالینسیس^[4] ، کمپیلوباکتر ژژونی^[5]، کمپیلوباکتر کولی^[6] ، کمپیلوباکتر هیولی^[7] ، کمپیلوباکتر لاری^[8]، کمپیلوباکتر هلوتیکوس^[9] ترموفیلیک هستند. دوز عفونی این میکروارگانیسم برای حیوانات و انسان پایین می­باشد.کمپیلوباکتر عامل یک بیماری مشترک بین انسان و حیوان است. این باکتری در طبیعت پراکندگی وسیعی داشته و فلور طبیعی دستگاه گوارش حیوانات اهلی و وحشی می‏باشد[1،3]. رایج ترین گونه‏های کمپیلوباکتر در منابع دامی و غذایی کمپیلوباکتر ژژونی، کمپیلوباکتر کولی، کمپیلوباکتر  لاری و کمپیلوباکتر آپسالينسیس هستند در حالی که کمپیلوباکتر ژژونی⁵ و کمپیلوباکتر کولی⁶ شایعترین گونه‏ها در ایجاد گاستروآنتریت در انسان می‏باشند[4].این باکتری را می‏توان غالباً از ماکیان، خوک، گاو، شیر خام و مدفوع مبتلایان به آنتریت جدا کرد. در هر سال حدود 2 میلیون موارد منتهی به مرگ به علت ابتلا به اسهال اتفاق می‏افتد. سالمونلا، شیگلا، کمپیلوباکتر سه عامل شایع اسهال­های باکتریایی در سراسر جهان هستند. از جمله افراد در معرض خطر، کودکان، افراد سالخورده و افرادی هستند که سیستم ایمنی ضعیفی دارند[5].

قدرت زیاد تهاجم به بافت، اتصال و کلونیزاسیون، وجود تاژک،LPS ، توکسین‏ها (انتروتوکسین و سیتوتوکسین­ها) و آنتی ژن­ها، فاکتورهای بیماریزایی کمپیلوباکترها می‏باشند[6]. علاوه برگاستروانتریت، کمپیلوباکتریوزیس در افرادی که دارایHLA B-27 هستند، احتمالاً منجر به سندرم گیلن باره^[10] می‏گردد. این سندرم به علت واکنش متقاطع بین نوروگانگلیوزیدها و لیپوپلی ساکارید کمپیلوباکتر ژژونی تیپ  O:19 و کمپیلوباکتر آپسالینسیس اتفاق می‏افتد. این سندرم و آرتریت دو عارضه مهم و دیررس عفونت کمپیلوباکتر هستند[7].

این مطلب ادامه دارد.....