استفاده از نانو ذرات در مقابله با باکتری های مقاوم

به گزارش خبرگزاری صدا وسیما، به نقل از ستاد نانو، استفاده بیش از حد از آنتی‌بیوتیک‌ها در مدت زمان طولانی منجر به ظهور باکتری‌های مقاوم در برابر چند دارو (MDR) در سال‌های اخیر شده است.

این تهدید قابل توجه برای سلامت عمومی است و بیش از ۱٫۲ میلیون کشته ناشی از باکتری‌های MDR ماحصل این روند است.

علاوه بر این، پیشرفت در تحقیق و توسعه آنتی‌بیوتیک‌های جدید کند شده است. بیشتر آنتی بیوتیک‌های جدید اصلاح دارو‌های قبلی موجود است که تنها منجربه تولید تعداد محدودی از فرمولاسیون شیمیایی جدید می‌شود.

با این حال، امید به ارگانیسم ریز به‌نام باکتریوفاژ‌ها وجود دارد. این ویروس‌ها به طور خاص باکتری‌ها را آلوده می‌کنند و بنابراین، یک جایگزین مناسب در برابر باکتری‌های MDR هستند.

فاژ درمانی همچنین می‌تواند به جلوگیری از عوارض جانبی مانند دیسبیوز (اختلال در “باکتری‌های خوب” بدن ما توسط آنتی‌بیوتیک‌ها) کمک کند و از نظر زیست محیطی مناسب است.

با این حال، ویژگی آن‌ها یک شمشیر دو لبه است و ممکن است موانع بالقوه را برای کاربرد بالینی باکتریوفاژها، همراه با فراهمی زیستی کم و کم اثر شدن در از بین بردن عفونت ایجاد کند.

اما فاژ درمانی یک کار در حال انجام است و برای غلبه بر این موانع، ترکیب‌های جایگزین مورد بررسی قرار می‌گیرند. فناوری نانو اکنون به عنوان یک کمک مناسب برای فاژ درمانی ظاهر شده است.

به تازگی مقاله‌ای در مجله Biodesign Research در ۱۶ ژانویه ۲۰۲۳ منتشر شده، که هدف آن جمع آوری تحقیقات در مورد حسگر‌های زیستی و آنتی بیوتیک درمانی است که برای تشخیص و از بین بردن یا غیرفعال کردن باکتری‌ها، از نانوذرات (NP) و باکتریوفاژ‌ها استفاده می‌کند.

نویسنده مسئول این مقاله، دکتر پیلار دومینگو-کالپ از انستیتوی زیست شناسی سیستم‌های یکپارچه در اسپانیا، می‌گوید: «NP‌های طلا و/یا نقره می‌توانند به باکتری‌ها و فاژ‌ها متصل شوند، تشخیص عفونت باکتریایی را تسهیل کنند. این NP‌ها را می‌توان از طریق روش‌های رنگ سنجی، طیف سنجی یا الکتروشیمیایی تشخیص داد.

این NP‌ها همچنین می‌توانند به عناصری مانند آپتامرها، آنتی‌بادی‌ها، آنزیم‌ها و قطعات DNA متصل شوند، که تشخیص کارآمدتر و اتصال به باکتری‌ها و باکتریوفاژ‌ها را تسهیل می‌کند. تاکنون، این‌ها با موفقیت برای تشخیص باکتری‌هایی مانند اشرشیاکلی، سودوموناس آئروژینوزا، ویبریو وبا و Xanthomonas campestris استفاده شده‌اند.

علاوه بر این، رویکرد‌های استفاده از این NP‌ها به راحتی قابل استفاده و ذخیره‌سازی، سریع و قابل حمل هستند و پتانسیل تشخیصی آن‌ها را برجسته می‌کنند.»

NP‌ها همچنین می‌توانند، در همگام‌سازی با باکتریوفاژ‌ها برای از بین بردن باکتری‌ها، از طریق درمان فوتوترمال (PTT)، که شامل آزاد شدن گرما یا درمان فوتودینامیکی است، یا آزاد شدن گونه‌های اکسیژن فعال است، کار کند. در حالی که تشکیل بیوفیلم‌های باکتریایی با کاهش ظرفیت نفوذ NP ها، این فرایند را از بین می‌برد، استفاده از آنزیم‌ها برای مختل کردن این ساختار‌ها مورد بررسی قرار می‌گیرد و DNAase بسیار امیدبخش است.

ترکیبی از این آنزیم با NPS طلا موفقیت قابل توجهی در مختل کردن بیوفیلم‌ها و کشتن سویه‌های باکتریایی مانند استافیلوکوکوس اورئوس، استافیلوکوکوس اپیدرمیدیس، E. coli و P. aeruginosa از طریق PTT/PDT نشان داده است.

چندین ترکیب phage-NP نیز مورد آزمایش قرار گرفته‌اند، با این حال مطالعات درون تنی بیشتر برای اطمینان از این که این فرمولاسیون هیچ عوارض جانبی ایمنی ندارد، لازم است.