برای کشتن یک باکتری چقدر نیرو لازم است؟
با فناوری: گروهی از محققان اسپانیایی از نانومواد برای تحت فشار قرار دادن باکتری ها و یافتن راه های جدید برای مبارزه با مقاومت آنتی بیوتیکی بهره برده اند.
به گزارش با فناوری به نقل از ایسنا، پژوهشگران «دانشگاه اکسترمادورا»(University of Extremadura) استفاده از نانومواد و اعمال نیرو به باکتری ها را به عنوان راهبردهای جایگزین برای مبارزه با مقاومت آنها به آنتی بیوتیک های سنتی مورد بررسی قرار داده اند و در درجه اول بر این پرسش تمرکز کرده اند که چقدر نیرو برای از بین بردن یک باکتری لازم است.
به نقل از ادونسد ساینس نیوز، باکتری ها موجودات تک سلولی هستند که بااینکه اغلب برای انسان بی ضرر یا حتی سومند درنظر گرفته می شوند اما می توانند به بروز بیماری و عفونت منجر شوند. این مشکلات می توانند بیماریهای دردناک اما غیر کشنده را از عفونت گوش و عفونت مجاری ادرار گرفته تا بیماریهای کشنده مانند سل، دیفتری و مننژیت باکتریایی به همراه داشته باشند.
برای مبارزه با باکتری ها بطور معمول از آنتی بیوتیک ها استفاده می شود اما بشریت با یک تهدید سلامت جهانی روبه رو شده و آن تهدید این است که باکتری ها برای غلبه بر آنتی بیوتیک ها تکامل یافته اند. بحران مقاومت آنتی بیوتیکی در درجه اول به علت استفاده بیش از اندازه از آنتی بیوتیک ها به وجود آمده است.
بر طبق برنامه محیط زیست سازمان ملل، مقاومت آنتی بیوتیکی با حدود پنج میلیون مرگ در سال ۲۰۱۹ همراه بود و اگر کنترل نشود، می تواند تأثیر فاجعه باری را بر مردم و اقتصاد کشورها داشته باشد. این امر، علاقه به روش های جایگزین را برای مبارزه با آنها برانگیخته است.
یکی از راه های بررسی شدید، تخریب مکانیکی سلول های باکتریایی و استفاده از نانومواد با سطح تیز برای ارائه این نیرو است. حمله به باکتری ها هم اکنون با دستگاه های پزشکی مانند ایمپلنت ها، کاتترها و وسایل جراحی برای ممانعت از عفونت های باکتریایی اعمال می شود. با این حال، پیشرفت این تکنیک تا حدودی به علت عدم درک آن چه برای القای مکانیکی مرگ باکتریایی لازم است، محدود می شود اما از بین بردن یک موجود میکروسکوپی تک سلولی چقدر ممکنست سخت باشد؟
«ویرجینیا وادیلو رودریگز»(Virginia Vadillo-Rodríguez) از محققان این پروژه اظهار داشت: ممکنست این پرسش پیش بیاید که آیا می توان یک باکتری را بسادگی با پا گذاشتن روی آن از بین برد. با فرض اینکه یک شخص ۷۰ کیلوگرمی روی یک پا ایستاده باشد، نیروی اعمال شده حدود ۷۰۰ نیوتن خواهد بود که خیلی بیشتر از نیروی مورد نیاز برای از بین بردن یک باکتری است.
پاسخ این پرسش در چگونگی اعمال نیرو به باکتری نهفته است. دانشمندان برای درک نحوه انجام دادن موثر این کار، در حقیقت به یک ماده کوچک نیاز دارند و باید تعامل بین مواد و باکتری ها را درک کنند. «کریستینا فلورز»(Cristina Flors) سرپرست این پژوهش اظهار داشت: درک تعاملات بین سلول ها و مواد برای ارائه قوانین طراحی که به بهبود مواد زیستی کمک می کنند، مهم می باشد. با این حال، جنبه های اساسی این تعامل به خوبی درک نشده که تا حدی به علت چالش های در رابطه با خاصیت های تعامل در یک محیط بیولوژیکی است.
فلورس تصریح کرد که هدف گروه او توسعه تجهیزات میکروسکوپی جدید برای رسیدگی به تعامل سلول-مواد به عنوان قسمتی از کوشش های گسترده تر در رسیدگی به موضوع مقاومت آنتی بیوتیکی است. آنها بطور ویژه بر تعامل بین باکتری ها و نانومواد مکانوباکتریایی تمرکز می کنند.
فلورس اظهار داشت: این مواد، نانوذرات تیز تولید شده روی سطح هستند که می توانند لطمه فیزیکی را روی دیواره سلولی باکتری ایجاد کنند. نانومواد مکانوباکتریایی بر تعاملات فیزیکی یا مکانیکی مبتنی هستند لذا مستعد القای مقاومت میکروبی نیستند. بنابراین، می توانند جایگزین آنتی بیوتیک های استاندارد باشند.
فلورس و همکارانش در پژوهش خود از «میکروسکوپ نیروی اتمی» استفاده کردند که فناوری سودمندی جهت بررسی خاصیت های مکانیکی و دست بردن در سلول های باکتریایی در مقیاس نانو است.
فلورس اظهار داشت: چندین بررسی با میکروسکوپ نیروی اتمی توسط لابراتوار های مختلف انجام شده اند که در آنها یک ماده نوک تیز مکانوباکتریایی شبیه سازی شده است. زمانی که پارگی دیواره سلولی تشخیص داده شود، نیرو بصورت کنترل شده به نوک تیزه ماده اعمال می گردد. در آزمایش های اولیه که چند سال پیش گزارش شد، توانستیم بطور هم زمان یکپارچگی دیواره سلولی را مورد بررسی قرار دهیم و به تفسیر داده های میکروسکوپ نیروی اتمی کمک نماییم.
فلورس و همکارانش حال قصد دارند تحقیقات خودرا درباره ی تعامل بین مواد و باکتری ها ادامه دهند تا به تولید مواد مکانوباکتریایی بهتر کمک کنند.
این پژوهش در مجله «Small» به چاپ رسید.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب