مقاله کاربردهای نانودارورسانی در پدافند تهدیدات بیولووژیک وافزایش ضریب امنیت زیستی

بخشی از مقاله

چکیده

به منظور کاهش احتمال استفاده و پایین آمدن میزان آسیب ناشی از سلاح های بیولوژیک ،دفاع زیستی مطرح می گردد که پیشگیری اصلی ترین حوزه عملکردی آن است. در حوزه پیشگیری واکسیناسیون و پیشگیری دارویی، جلوگیری از گسترش و شیوع بیماریهای عفونی وغلبه بر مقاومت دارویی میتواند به عنوان مبنای کنترل وکاهش آسیب مدنظر قرار گیرد. استفاده از متدهای نوین مانند رسانش هدفمند دارو بوسیله نانوسامانه ها به دلایلی مانند اندازه کوچک ،امکان حمل بالای دارو،افزایش دسترس پذیری زیستی دارو وکاهش عوارض باعث افزایش قابل توجه عملکرد این بخش ها می شود.

مقدمه :

پیشگیری اصل اساسی در دفاع زیستی می باشد که به جرات می توان اظهار داشت واکسیناسیون وجلوگیری از شیوع وهمه گیری مهمترین حوزه عملکردی آن می باشد،نوع سامانه حامل دارو و واکسن رابطه مستقیمی با افزایش ضریب تاثیر گذاری دارویی وایجاد مقاومت در مقابل عوامل بیماری زا دارد. استفاده از حامل های سنتی به شیوه غیر هدفمند محدودیت ها یی را مانند کاهش قابلیت دسترس پذیری زیستی دارو ،امکان ایجاد آسیب در نواحی غیر بیمار و کاهش بازده درمان ایجاد می کند

شیوه نوین رسانش هدفمند دارو باعث افزایش قالیت دسترس پذیری زیستی دارو واجتناب از مسمومیت ناشی از دوز بالا وبه دنبال آن واکنش التهابی است.[4] در زمینه تحویل واکسن استفاده از واکسن های ویروس زنده ضعیف شده به دلیل ناپایداری ژنتیکی واحتمال بازگشت به فرم بیماری زا کمتر مورد استفاده قرا می گیرند. استفاده از نانو حامل ها به منظور تحویل دارو و واکسن یکی از متدهای نوینی در زمینه تحویل دارو است که هدف اصلی آن بهبود دسترس پذیری زیستی وافزایش تجمع داروهای شیمیایی در سایت هدف ،کاهش تجمع آن در بافت واعضای سالم و کاهش سمیت وعوارض جانبی می باشد

تئوری و پیشینه تحقیق:

کاهش احتمال استفاده از تسلیحات بیولوژیک وپایین آوردن میزان آسیب از وظایف پدافند زیستی است که در آن واکسیناسیون و دارورسانی از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند. تحقیقات انجام شده در ایالات متحده کاهش %99 بیماریهای سرخجه و اوریون وکاهش83 تا%93 بیماری آبله مرغان تا سال 2004 را در اثر واکسیناسیون نشان می دهد.

همچنین مشاهدات آماری تا سال 2006 حذف کامل بیماریهایی مانند آبله،دیفتیری وفلج اطفال را در اثر واکسیناسیون بیان می کند. براساس آمار سازمان بهداشت جهانی با توجه به مدل توزیع جمعیت شهری کلارک اثرات اولیه احتمالی ناشی از استفاده از عوامل بیولوژیک جنگی میزان در گیری بالایی را در کشور های در حال توسعه می تواند ایجاد کند

به طور مثال استفاده از عوامل طاعون،تولارمی وسیاه زخم به ترتیب می تواند باعث مرگ ومیر حدود 55000 ،30000 و95000 نفر در یک شهر با جمعیت 500 هزار نفری شود که به طور مثال واکسیناسیون و درمان با آنتی بیوتیک میتواند باعث کاهش %50 آمار مرگ ومیر در مورد سیاه زخم شود اما ایجاد اشکال مقاوم به دارو مانند مقاومت سالمونلا تیفی موریوم نسبت به کینولون ها از حدود صفر در سال 1992 به حدود %16در سال 1997، مقاوت به پنی سیلین در پنوموکوک ها مانند بروز تقریبا %30 مقاوت در هنگ کنگ براساس آمار دهه 90 میلادی، استافیلوکوک های مقاوم به متی سیلین و یا انترو کوک های مقاوم به وانکومایسین وبروز بیماریهای نوپدیدی مانند ایدز،سارس،آنفولانزای مرغی وخوکی وبیماریهای بازپدید در دوره های مختلف و ظهور فناوری هایی مانند مهندسی ژنتیک وامکان تغییر گسترده در میکرو ارگانسیم ها و تولید عوامل نوین جنگ بیولوژیک، واکسیناسیون و درمان دارویی به منظور پیشگیری ومقابله را با مشکلاتی مواجه می کند.

میزان تاثیر گذاری واکسیناسیون و داروها رابطه مستقیمی با حاملین مورد استفاده جهت انتقال آنها دارد. به دلیل ویژگی های برجسته عملکردی انتقال هدفمند واکسن و دارو بر اساس نانو حامل ها توانایی افزایش عملکرد واکسیناسیون و تاثیر دارو ها را در برابر عوامل مختلف نوپدید و باز پدید و در نتیجه افزایش ضریب امنیت زیستی و گسترش چتر حفاظت در برابر تسلیحات بیولوژیک و کاهش آسیب را دارا می باشد.

مواد و روشها:

این مقاله به شیوه مروری وبا نگاهی مقایسه ای، تحلیلی و با بهره گیری از موتورهای تخصصی جستجوی مطالب علمی مانند PUBMED وNCBI ، و سایت های جستجوی مقالات داخل کشور مانند MEDLIB، SID، بانک تخصصی نشریات کشور - MAGIRAN - وجست جوی کلمات کلیدی مانند نانوتکنولوژی پزشکی، نانوسامانه های حامل دارو، نانوتکنولوژی دارویی، دارورسانی هدفمند ،سم شناسی نانو ذرات، طب رزمی ،طب بحرانو بیماریهای نوپدید وباز پدید واستفاده از مقالات کامل وچکیده مقالات معتبر مروری وپژوهشی نگاشته شده است.

نتایج و بحث:

الف - واکسیناسیون:

از دیدگاه طب رزمی استفاده از عوامل جنگی بیولوژیک به عنوان یک گزینه بسیار تاثیر گذار جهت ایجاد آسیب های غیر قابل جبران و زمین گیر کردن نیروهای عملکردی در جنگ همیشه است، فلذا گزینه های مختلفی به منظور مقابله با این عوامل وکاهش آسیب تاکمترین حد ممکن مطرح می باشد. بهترین راهکار به منظور مقابله با هر آسیب پیشگیری از آن است که واکسیناسیون به عنوان موثرترین راهکاردر مقابل عوامل عفونی ناتوان کننده باعث پیشگیری قابل توجه وافزایش ضریب امنیت زیستی می شود.

در روش ایمن سازی افراد علیه یک یا چند عامل واکسینه می شوند. واکسن های جدید مبتنی برپروتئین های نوترکیب و واکسن های ژنی علی رغم اطمینان وکارایی بیشتر نسبت به واکسن های سنتی به دلایلی مانند استفاده از آنتی ژن های نوترکیب به جای تمام اجزای عامل بیماری زا یا استفاده از قسمت اندکی از آنها از ایمنی زایی کمتری برخوردار هستند لذا وجود ادجوانت هایی برای تحویل این واکسن ها ضروری می باشد ، نانوسامانه های تحویل واکسن به دلیل مزیت های عمده مانند: -1قدرت ایمنی زایی بالا،-2پاسخ ایمنی سریع 24 ساعت پس از تجویز به جای دو تا چهار هفته در واکسنهای متداول ،-3ایمنی همزمان علیه چند عامل مختلف،-4 طول دوره ایمنی مناسب ،-5عوارض کم

به دلیل تمرکز عامل تحریک کننده سیستم ایمنی در نانوحامل وجلوگیری از انتشار آن،-6تحویل هدمند و کنترل شده

کنترل دارویی:

یکی دیگر از سطوح پیشگیرانه در مقابله با عوامل بیولوژیک درمان دارویی مناسب است که در صورت تماس با عامل بیولوژیک می بایست به کار گرفته شود. رسانش دارو به شیوه غیر هدفمند باعث کاهش دسترس پذیری زیستی دارو، تجمع دارو در بافت های غیر هدف ، افزایش سمیت وایجاد آسیب های ناخواسته در بافت های سالم ودر نتیجه افزایش زمان درمان می گردد که به دلیل ماهیت ساختاری عوامل جنگی بیولوژیک زمان عامل بسیار مهمی در امر درمان به حساب آمده و می تواند لطمات جبران ناپذیری را به بار آورد،لذا به عنوان راه حل از شیوه دارورسانی هدفمند استفاده می گردد که استفاده از این روش نیاز به حامل هایی با خواص منحصر به فرد دارد .از بین سامانه های مختلف، نانوحامل ها به دلایل مختلف مانند جلوگیری از تخریب دارو، افزایش زمان نگهداری دارو، ذخیره سازی مقادیر زیاد دارو، پایداری در مقابل ضدعقونی کردن گرمایی ، زیست سازگاری وزیست تخریب پذیری وقابلیت نفوذ به بخش های مختلف بدن، بهترین کارایی را در انتقال هدفمند دارو به نقاط مختلف بدن می توانند داشته باشند

ب - بیماریهای عفونی:

یکی از عوامل شایع پس از وقوع هر بحران وایجاد بحران شیوع بیماریهای عفونی و واگیردار نوپدید وباز پدید می باشد که آسیب های مالی وجانی زیادی به دنبال دارد ، طبق برآوردسازمان بهداشت جهانی %45 - WHO - تمام مرگ ها و%63 مرگ های دوران کودکی هنوز به وسیله عوامل عفونی ایجاد می شوند و در همه کشورهای جهان به طور کلی عفونت های حاد تنفسی - ARI - بیماریهای اسهالی،سرخک ،مالاریا، ایدز وتوبرکلوزیس علت مهم مرگ هستند.

- 1 مقاومت دارویی:

عوامل مختلفی در شیوع وگسترش بیماریهای نوپدید وبازپدید دخالت دارند که از جمله تغییر در میکروارگانیسم ها ومقاومت آنها به داروهای مورد استفاده به منظور سر کوب آنها می باشد.یکی از دلایل عمده ایجاد مقاومت دارویی استفاده بیش از حد از آنتی بیوتیک ها علیه عوامل بیماری زای عفونی می باشد.دارورسانی هدفمند به وسیله دارو ها می تواند تاحد زیادی مصرف داروهای وآنتی بیوتیک های مورد نیاز را کاهش داده وباعث کاهش احتمال ایجاد مقاومت دارویی ونوپدیدی بیماری ها شودبه عنوان نمونه استفاده از نانوذرات باعث کاهش مقاومت دارویی ناشی از گلیکو پروتئینp شده است، در تحقیقی تاثیر مرگ آورسوسپانسیون نانوذرات اکسید روی باکتری های گرم مثبت وگرم منفی از جمله اشرشیا کلی اثبات شده است.

- 2 بیماری های عفونی نوپدید وبازپدید:

تغییر در جمعیت انسانی یکی دیگر ازعوامل حساسیت به بسیاری از بیماریهای عفونی در طی سالهای اخیر بوده است که باعث سازش کار شدن سیستم ایمنی در مقابل بسیاری از بیماریهای عفونی شده است، استفاده ازتحریک کننده های سیستم ایمنی مانند کمپلکس های تحریک سیستم ایمنی - ISCOM - می تواند باعث کاهش سازش کاری وکاهش ضعف سیستم ایمنی وکاهش احتمال درگیری با بیماریهای عفونی شوند.

عفونت های ویروسی مانند ویروس ابولا،هانتا ویروس ،ویروس عامل ایدز ،ویروس هپاتیت E و C وویروس آنفولانزای پرندگان وکرونا ویروس عامل سارس از لحاظ درمانی از بدترین انواع عفونت ها محسوب می شوند، استفاده از روش های درمانی نوین مانند آنتی سنس ها برای درمان این بیماری ها ضروری به نظر می رسد،اولین آنتی سنس به منظور درمان سیتومگال ویروس در بیماران مبتلا به ایدز استفاده شد اما پایداری کم ونفوذپذیری کم به داخل سلولهااز مشکلات استفاده از آنها می باشد که استفاده از سامانه های لیپوزومی ونانوذرات باعث پایداری وجذب آنها به وسیله آندوسیتوز به داخل سلول شده است.