طلا، سلاح جدید در برابر مقاومت آنتی‌بیوتیکی

به گزارش جام‌جم آنلاین به نقل از ساینس‌الرت، محققان دانشگاه علوم و فناوری جنوبی و دانشگاه فودان در چین و دانشگاه لیدز در بریتانیا در تحقیق مشترک جدیدی در حال تغییر آرایش نانوخوشه‌های طلا به گونه‌ای هستند که آن‌ها را برای باکتری‌ها جذاب‌تر کند و از سوی دیگر آسیب کمتری به بدن ما وارد کند.

این تیم با بافتن طلا به دو مولکول با سطوح متضاد چسبندگی الکترواستاتیک، موفق به تولید ذره‌ای شده‌اند که پتانسیل ایجاد حفره در روش‌های دفاعی بسیاری از عوامل بیماری‌زای باکتریایی رایج را بدون آسیب رساندن به بافت‌های اطراف را دارند.

در نگاه اول، طلا ممکن است روش درمان واضحی برای کشتن میکروب‌ها به نظر نرسد. اما زمانی که این عنصر سنگین وزن که به گرد و غبار ریز و در مقیاس نانو کاهش یابد، می‌تواند آسیب جدی وارد کند.

یکی از روش‌هایی که نانوذرات طلا این فرآیند را مدیریت می‌کنند، تسهیل واکنش‌های شیمیایی است که گونه‌های اکسیژنی را آزاد می‌کنند که قادر به آسیب رساندن به DNA هستند. مورد دیگر این است که با غشا‌های سلولی تداخل داشته باشد و آن‌ها را در برابر مواد سمی مختلف مانند آنتی‌بیوتیک‌ها نفوذپذیرتر کند. آن‌ها همچنین می‌توانند نور لیزر را با کارایی بالا جذب کنند و محیط اطراف خود را گرم کرده و سوزان کنند.

متأسفانه چنین روش‌های مفیدی برای پاک‌سازی عفونت‌ها همیشه باکتری‌ها را از میزبان جدا نمی‌کنند و سلول‌های ما را نیز در معرض خطر درمان‌های نانوذرات طلا قرار می‌دهند.

چیزی که نیاز است یافتن راهی برای تشویق باکتری‌ها برای جذب شدن هر چه بیشتر به طلا است و در عین حال اطمینان حاصل کردن از این که سلول‌های خودمان هم همین کار را نمی‌کنند.

در سال‌های اخیر، مهندسان رفتار نانوذرات طلا را به دو روش دستکاری کرده‌اند.

یکی کنترل دقیق اندازه آنهاست. نگه داشتن ذرات زیر دو نانومتر باعث می‌شود که ذرات بهتر از کلیه‌های ما بلغزند و خروج سریع‌تری از بدن ما ایجاد می‌کند؛ بنابراین محققان بر روی محدود کردن اندازه خوشه‌های خود به تنها ۲۵ اتم تمرکز کردند.

دوم، به وجود آوردن ساختار‌های شیمیایی چسبنده به نام لیگاند است که ویژگی‌های مختلفی را به آن‌ها می‌دهد که به راحتی قابل ردیابی هستند یا به کنترل شکل ذرات کمک می‌کنند.

در این پژوهش، تیم تحقیقاتی با اعمال یک لیگاند با بار مثبت روی خوشه‌ها، امیدوار بود سلول‌های باکتریایی با بار منفی بیشتر طلا را جذب کنند، همانطور که پارچه پشمی مو را جذب می‌کند.

ایجاد تغییرات بیشتر روی ذرات به منظور کاهش احتمال تأثیرگذاری بر بدن میزبان راه طولانی در تبدیل طلا درمانی به یک واقعیت بالینی در پیش خواهد داشت. برای رفع این چالش، تیم تحقیقاتی یک فرمول برنده داشت، ترکیبی از یک ترکیب با بار مثبت به نام پیریدینیم و ترکیب زوئیتریون که دارای هر دو گروه دارای بار مثبت و منفی است.

پیریدینیم به جذب شدن بیشتر طلا به باکتری‌ها کمک می‌کند. زوئیتریون نیز بر اساس مطالعات گذشته انتخاب شد که پایداری بهبود یافته و افزایش سازگاری با بافت‌های حیوانی را نشان داد.

نانوخوشه‌های طلای تقویت‌شده که بر روی استافیلوکوکوس اپیدرمیدیس مقاوم به متی‌سیلین (MRSE) آزمایش شده‌اند، تأثیر واضحی بر توانایی باکتری‌ها برای تجمع نشان دادند. همچنین با تولید گونه‌های اکسیژن فعال بر یکپارچگی غشا‌های باکتری‌ها تأثیر داشتند.

علاوه بر این، زمانی که این نانوخوشه‌های طلا با آنتی‌بیوتیک‌های مختلف مصرف می‌شد، تعداد باکتری بیشتر کاهش می‌یافت.

آزمایش‌ها روی موش‌های مبتلا به عفونت‌های پوستی MRSE به تایید این نکته کمک کرد که نانوذرات طلا به بهبودی کمک می‌کنند، بدون اینکه به بافت اطراف آسیب وارد کنند.

دژیان ژو، مهندس شیمی از لیدز می‌گوید: «با تنظیم سیستماتیک نسبت دو لیگاند، ما راهی برای استفاده از نانوخوشه‌های طلا نه تنها به عنوان عوامل ضد میکروبی موثر، بلکه به عنوان مکانیزمی برای افزایش قدرت آنتی‌بیوتیک‌هایی که به دلیل مقاومت دارویی باکتریایی بی‌اثر شده‌اند، شناسایی کرده‌ایم.»
افزایش مقاومت در برابر آنتی‌بیوتیک‌ها یکی از تهدید‌های اصلی در پزشکی مدرن به شمار می‌رود که برخی از ارزشمندترین دفاع‌های ما در برابر عفونت را بی‌فایده می‌کند.

یافتن هر راه جدیدی برای از بین بردن باکتری‌ها خوب است. اما یافتن راه‌هایی برای حفظ گنجینه درمان‌های موجود نیز کمک بزرگی خواهد بود. این یافته‌ها می‌تواند به معنای واقعی کلمه یک فرصت طلایی باشد تا به ما فرصتی دوباره برای محافظت در برابر بیماری‌هایی بدهد که در طول تاریخ جان افراد زیادی را گرفته است.

نتایج این تحقیق در Chemical Science منتشر شده است.