روزی روزگاری، مردم باور داشتند که به لطف آنتی‌بیوتیک‌ها در برابر بیماری‌های باکتریایی نفوذناپذیر هستند. آیا این شبیه یک داستان پریان به نظر می‌رسد؟ البته! با وجود دسترسی گسترده به درمان آنتی‌بیوتیکی، بسیاری از زندگی‌ها به دلیل عوامل بیماری‌زایی که با چشم دیده نمی‌شوند، از دست می‌روند.
سرعت گسترش مقاومت باکتری‌ها بیشتر از توسعه داروهایی است که می‌توانند با سویه‌های مقاوم باکتریایی مبارزه کنند. در حال حاضر، نوآوری‌ها برای شکست دادن سویه‌های باکتریایی مقاوم در برابر آنتی‌بیوتیک‌ها بسیار مورد نیاز هستند.
اخیراً، محققان در مؤسسه شیمی فیزیکی آکادمی علوم لهستان (IPC PAS) نانوذرات نقره-چای سبز را به عنوان ابزاری قدرتمند در برابر عوامل بیماری‌زا مانند باکتری‌ها و مخمرها معرفی کردند. هدف آن‌ها توسعه یک روش مؤثر برای مبارزه با باکتری‌هایی بوده که تحت تأثیر عوامل ضدمیکروبی، مانند آنتی‌بیوتیک‌ها، قرار نمی‌گیرند.
پس از کشف آنتی‌بیوتیک‌ها و با تسریع توسعه پزشکی و افزایش امید به زندگی انسان، تغییراتی به وجود آمد که منجر به توسعه سریع داروسازی شد و داروهای بیشتر و بیشتری در برابر بسیاری از عوامل بیماری‌زا تولید شدند. با این حال، استفاده بیش از حد از آنتی‌بیوتیک‌ها منجر به ایجاد مقاومت در برابر این ترکیبات شده است که به یکی از بزرگترین تهدیدهای سلامت در سراسر جهان تبدیل شده است. در نتیجه، مقاومت در برابر آنتی‌بیوتیک‌ها سریع‌تر از پیشرفت آنتی‌بیوتیک‌ها پدید آمده است. ظهور داروهای جدید برای مبارزه با این عوامل بیماری‌زا، جرقه‌ای کوتاه‌مدت است. حتی اگر به نظر می‌رسد که در حال باختن هستیم، هنوز هم شانسی برای شکست دادن دشمن نامرئی وجود دارد.
این مشکل توسط تیمی از دانشمندان در IPC PAS تحت نظارت پروفسور Paczensny، مورد بررسی قرار گرفت که فرمولاسیون‌های نانویی جدیدی را برای استفاده علیه عوامل بیماری‌زای گسترده و چالش‌برانگیز مانند باکتری‌های ESKAPE (انتروکوکوس فاسیوم، استافیلوکوکوس اورئوس، کلبسیلا پنومونیه، آسینتوباکتر باومانی، سودوموناس ائروژینوزا و انتروباکتر spp.) و مخمرهای بیماری‌زا مانند کاندیدا اوریس یا کریپتوکوکوس نئوفورمانس پیشنهاد کرد. این میکروارگانیسم‌ها، با قرارگیری در معرض آنتی‌بیوتیک‌های موجود در بازار، به سرعت مقاومت به آنتی‌بیوتیک‌ها را نشان می‌دهند. محققان ESKAPE را به عنوان گروه هدف انتخاب کردند؛ زیرا، این عوامل بیماری‌زا منجر به بیماری‌های جدی، از سپسیس تا سرطان، می‌شوند. چگونه؟ اینجاست که داستان آغاز می‌شود…
مدتی پیش، تیم Paczensny تصمیم گرفتند تا نانوذرات نقره، که به خاطر خواص ضدمیکروبی و ضدقارچی شناخته شده‌اند، و عصاره‌ی چای غنی از پلی‌فنول‌ها که خواص آنتی‌اکسیدانی هم دارند را ترکیب کنند. این مفهوم برای افزایش اثربخشی در برابر عوامل بیماری‌زا با استفاده از نانوذرات نقره هیبریدی سبز ساخته شد که به طور قابل توجهی از مواد تشکیل‌دهنده و حتی برخی آنتی‌بیوتیک‌ها مؤثرتر هستند. چرا این ذرات هیبریدی خاص هستند؟ در این پژوهش، سه نوع چای شناخته‌شده شامل چای سیاه (B-Tea)، چای سبز (G-Tea) و چای پوئر (R-Tea) به عنوان عامل پوشش‌دهنده استفاده شدند که به عنوان یک پایدارکننده عمل می‌کنند تا از تجمع ذرات سنتز شده جلوگیری کنند. به این ترتیب، ذرات سطح فعال بالایی نسبت به سایر فرمولاسیون‌ها ارائه می‌دهند. علاوه بر این، چنین سنتزی به دلیل استفاده از مواد طبیعی در حین رسوب، دوستدار محیط زیست است. ساختارهای تولید شده از نظر شکل و اندازه از ۳۴ تا ۶۵ نانومتر متغیر هستند که به نوع چای مورد استفاده بستگی دارد و واکنش‌پذیری متفاوتی نسبت به میکروارگانیسم‌ها نشان می‌دهند.
ابتدا، نانوذرات نقره که در حضور عصاره‌های چای (B-TeaNPs، G-TeaNPs و R-TeaNPs) تولید شده بودند، در معرض سویه‌های باکتریایی گرم منفی (E. coli) و گرم مثبت (E. faecium) قرار گرفتند تا اثر آن‌ها بر روی سویه‌هایی با غشاهای سلولی متفاوت آزمایش شود. آن‌ها به بررسی برهمکنش‌ها بین نانوذرات تولید شده و عوامل بیماری‌زا پرداختند تا میزان اثربخشی را مشخص کنند و نتایج را با آنتی‌بیوتیک‌های موجود در بازار مقایسه کردند. سپس عوامل بیماری‌زای ESKAPE طبق پروتکلی برای بررسی مؤثرترین غلظت و ترکیب ذرات آزمایش شدند که تا ۲۵٪ کاهش در تعداد سلول‌های باکتریایی در E. faecium و ۹۰٪ کاهش در مورد E. cloacae را نشان داد. جالب اینجاست که نانوذرات نقره‌ی سبز نیز فعالیت ضدقارچی نشان دادند که منجر به ۸۰٪ کاهش در تعداد سلول‌های زنده C. auris و حدود ۹۰٪ کاهش برای C. neoformans شد.
طبق گفته نویسنده اول، سادا رازا، اندازه نانوذرات معمولاً با اثر سمیت سلولی نانومواد مرتبط است و ذرات کوچک‌تر سمیت بیشتری دارند که این مورد باید کنترل نانوذرات AgNPs و R-TeaNPs را نسبت به G-TeaNPs و B-TeaNPs در ارجحیت قرار دهد. اما مشاهدات این‌طور نبود. در بیشتر آزمایش‌ها، C-AgNPs و R-TeaNPs کمترین اثربخشی ضدمیکروبی را نشان دادند. این مطلب در راستای سایر مطالعات است که نشان داده‌اند اندازه، عامل اصلی تأثیرگذار بر فعالیت ضدمیکروبی AgNPs نیست.
خواص ضدباکتریایی و ضدقارچی نانوذرات نقره که با عصاره چای ساخته شده‌اند، به دلیل داشتن محتوای بالای ترکیبات فنولیک و ایزوفلاوونوئیدها (به ویژه کاتچین‌ها مانند اپیگالوکاتچین (EGC) و اپیگالوکاتچین گالات (EGCG)) افزایش یافته است. این مطالعه نشان داد که سنتز ذرات نقره در حضور عصاره‌های چای، به طور قابل ملاحظه‌ای قدرت ضدباکتریایی و ضدقارچی آن‌ها را افزایش می‌دهد و این به ارتقای توانایی درمانی آن‌ها در مقابل عوامل بیماری‌زا کمک می‌کند.
ماتئوش ودوویاک، همکار نویسنده این کار، اظهار داشتند که “ما مشاهده کردیم که نانوذرات نقره سنتز شده با عصاره چای خواص ضدباکتریایی بیشتری نسبت به نانوذرات نقره به تنهایی دارند. بنابراین، دوزهای کمتری از TeaNPs می‌تواند استفاده شود (0.1 میلی‌گرم در میلی‌لیتر). ما تأیید کردیم که در برخی موارد، اثر عصاره چای به همراه نانوذرات نقره منجر به اثربخشی بیشتری نسبت به آنتی‌بیوتیک‌ها (آمپیسیلین)، با همان غلظت (0.1 میلی‌گرم در میلی‌لیتر) و پس از زمان سه ساعته آزمایش می‌شود.”
محققان دریافتند که نانوذرات هیبریدی ضدمیکروبی نسبت به آنتی‌بیوتیک‌ها یا ترکیبات به تنهایی، منجر به کاهش قابل توجهی در تعداد باکتری‌ها شده است. اگرچه همه باکتری‌ها کشته نشدند، این پیشرفت قابل توجهی است که می‌تواند به درمان سوپرباگ‌ها (ابرمیکروب‌ها) با دوزهای بسیار کمتر از ترکیبات موجود در بازار کمک کند. مقدار نانوذرات نقره هیبریدی مورد نیاز برای غلبه بر عفونت‌های باکتریایی یا قارچی بسیار کم است که آن‌ها را از نظر اقتصادی مقرون به صرفه می‌کند؛ بنابراین، استفاده مناسب از آن‌ها باعث کارایی بهتر و هزینه پایین می‌شود.
این رویکردی است که می‌توان آن را برای مبارزه با سایر عفونت‌های باکتریایی با درمان دشوار نیز تطبیق داد. نانوذرات جدید توسعه‌یافته توسط پژوهشگران در IPC PAS می‌تواند ما را یک قدم به مبارزه مؤثر با سوپرباگ‌های مقاوم به دارو نزدیک‌تر کند و یک جایگزین برای آنتی‌بیوتیک‌ها در برابر باکتری‌های گرم منفی و گرم مثبت باشند. این مطالعه همچنین نشان می‌دهد که باید کار بیشتری در این زمینه انجام شود. ترکیباتی که به طور جداگانه استفاده می‌شدند، تأثیر بسیار کمتری نسبت به هیبرید سبز داشتند.
در آینده، هدف اصلی محققان استفاده از نانوذرات در زندگی روزمره است که می‌تواند با کاربردهای کشاورزی شروع شود و جایگزین ترکیبات مضر مورد استفاده در مزارع برای غلبه بر آفات در گیاهان شده و ما را به کشاورزی ارگانیک نزدیک کند. در مقیاس بزرگ‌تر، ماده پیشنهادی می‌تواند در کاربردهای پزشکی، مانند افزودنی برای زخم‌پوش‌ها برای محافظت در برابر باکتری‌های گرم منفی و گرم مثبت استفاده شود. امید است که با استفاده از نانوتکنولوژی، درمان‌های هدفمندتری برای سوپرباگ‌های مقاوم در برابر دارو توسعه پیدا کنند.
تهیه و تنظیم از:
- رکسانه شایگان
