قد يكون الذهب هو السلاح السري غير المتوقع الذي نحتاجه ضد مقاومة المضادات الحيوية

المكورات العنقودية المحيطة بخلايا الدم البيضاء الميتة. (كاليستا إيماجيس / جيتي إيماجيس)

يمكن أن يكون ملء جيوب الجرثومة بالذهب طريقة سهلة لإنهاء العدوى. بشكل محبط ، كافح العلماء لتحويل كتلة المعرفة هذه إلى علاج عملي مضاد للميكروبات.

قام باحثون من الجامعة الجنوبية للعلوم والتكنولوجيا وجامعة فودان في الصين ، وجامعة ليدز في المملكة المتحدة ، بتوحيد جهودهم مؤخرًا لإعادة تجميع العناقيد النانوية الذهبية لجعلها أكثر جاذبية للبكتيريا وأقل ضررًا لأجسامنا.

من خلال نسج الذهب في جزيئين بمستويات متناقضة من الالتصاق الكهروستاتيكي ، بنى الفريق جسيمًا لديه القدرة على إحداث ثقوب في دفاعات العديد من مسببات الأمراض البكتيرية الشائعة دون التعلق بإلحاق الضرر بالأنسجة المحيطة.

للوهلة الأولى ، قد لا يبدو الذهب كعلاج واضح لقتل الجراثيم. نظرًا لتقليله إلى غبار دقيق نانوي ، فإن هذا العنصر ذو الوزن الثقيل قادر على إحداث بعض الأضرار الجسيمة.

إحدى الطرق التي تدير بها جزيئات الذهب النانوية هذا هي عن طريق تسهيل التفاعلات الكيميائية التي تطلق أنواعًا من الأكسجين قادرة على إتلاف الحمض النووي. طريقة أخرى هي التدخل في أغشية الخلايا ، مما يجعلها أكثر قابلية للاختراق للمواد السامة المختلفة ، مثل المضادات الحيوية. هم ايضا يستطيعون تمتص الضوء من الليزر بكفاءة عالية ، يتم تسخين المناطق المحيطة بها وتحميصها.

لسوء الحظ ، لا تميز هذه الطرق المفيدة لتنظيف العدوى دائمًا البكتيريا عن المضيف ، وضع خلايانا في خطر من علاجات الجسيمات النانوية الذهبية.

ما نحتاجه هو وسيلة لتشجيع البكتيريا على جمع أكبر قدر ممكن من الذهب ، مع ضمان أن خلايانا لا تفعل الشيء نفسه.

في السنوات الأخيرة ، تلاعب المهندسون بسلوك جزيئات الذهب النانوية بطريقتين.

الأول هو التحكم بدقة في حجمها. يساعد إبقاء الجسيمات أقل من 2 نانومتر على انزلاق الجسيمات عبر الكليتين بشكل أفضل ، مما يؤدي إلى خروج أسرع من أجسامنا. لذلك ركز الباحثون على قصر حجم مجموعاتهم على 25 ذرة فقط.

والثاني هو دمج تركيبات كيميائية 'لزجة' تسمى الروابط ، مما يضفي عليها ميزات مختلفة تسمح بتعقبها بسهولة أو المساعدة السيطرة على شكل الجسيمات .

في هذه الحالة ، من خلال تطبيق يجند موجب الشحنة على العناقيد ، يأمل الفريق في أن تجذب الخلايا البكتيرية ذات الشحنة السالبة الذهب مثل سترة تجذب شعر القطط.

إن التغيير والتبديل الإضافي للجسيمات لجعلها أقل عرضة للتأثير على جسم المضيف من شأنه أن يقطع شوطًا طويلاً في تحويل العلاج بالذهب إلى واقع إكلينيكي. لكن الدراسات السابقة لم يحالفها الحظ في تغطية الجسيمات النانوية الذهبية بأي شيء أكثر من مجرد رابط من نوع واحد ، حيث تميل طرق دمج الروابط مع المواهب المختلفة إلى أن تكون غير متوافقة.

هذه المرة ، كان لدى الفريق صيغة رابحة ، تعتمد على مزيج من مركب موجب الشحنة يسمى بيريدينيوم و أ زويتيريون ، مركب يحتوي على مجموعات سالبة وإيجابية.

يساعد البيريدينيوم في جعل الذهب أكثر جاذبية للبكتيريا. تم اختيار zwitterion بناءً على دراسات سابقة أظهرت تحسنًا في الاستقرار وزيادة التوافق مع أنسجة الحيوانات.

اختبارها علىمقاومة الميثيسيلين المكورات العنقودية البشروية (MRSE) ، كان للكتل النانوية الذهبية المعززة تأثير واضح على قدرة البكتيريا على التجمع. كما أنها تولد أنواعًا من الأكسجين التفاعلية ، وأثرت على سلامة أغشيةها.

والأفضل من ذلك ، عند تناول جرعات مختلفة من المضادات الحيوية ، انخفض عدد البكتيريا. في إحدى الحالات ، انخفضت الجرعة المطلوبة لمنع نمو MRSE بأكثر من 100 ضعف.

ساعدت الاختبارات التي أجريت على الفئران المصابة بالتهابات الجلد MRSE في التأكيد على أن جزيئات الذهب ساعدت في الشفاء دون أن تتسكع لتصبح مصدر إزعاج.

من خلال الضبط المنهجي لنسبة الترابطين ، حددنا طريقة لاستخدام العناقيد النانوية الذهبية ليس فقط لتعمل كعوامل فعالة مضادة للميكروبات ، ولكن كآلية لتعزيز فاعلية المضادات الحيوية التي أصبحت غير فعالة بسبب مقاومة البكتيريا للأدوية ، يقول Dejian Zhou ، مهندس كيميائي من ليدز.

'البحث له أهمية في الطريقة التي يجب أن نفكر بها في الاستجابة لمقاومة مضادات الميكروبات.'

زيادة المقاومة للمضادات الحيويةهي واحدة من أكثر المشاكل إلحاحًا في الطب الحديث ، والتي تهدد بجعل بعض أكثر دفاعاتنا قيمة ضد العدوى عديمة الفائدة.

إيجاد طرق جديدةلقتل البكتيريا كل شيء جيد وجيد. لكن إيجاد طرق للاحتفاظ بمجموعتنا من العلاجات الحالية سيكون بمثابة ارتياح كبير أيضًا.

قد يكون هذا حرفياً فرصة ذهبية لمنحنا فرصة ثانية للحماية من الأمراض التي أودت بحياة العديد من الأشخاص عبر التاريخ.

تم نشر هذا البحث في العلوم الكيميائية .

من نحن

نشر حقائق تقارير مستقلة ومثبتة عن الصحة والفضاء والطبيعة والتكنولوجيا والبيئة.