تغير نشاط المضادات الحيوية بالتفاعل مع اللدائن النانوية

توصلت دراسة حديثة نشرت في مجلة Scientific Reports إلى أن امتصاص المضادات الحيوية على المواد البلاستيكية الدقيقة والنانوية يؤدي إلى عواقب صحية خطيرة.

ينتج عن تحلل البلاستيك جسيمات بأشكال وأحجام وتركيبات مختلفة. هذه الجسيمات المجهرية، المعروفة بالبلاستيك الدقيق والبلاستيك النانوي (MNPs)، موجودة في البيئة ويمكنها اختراق جسم الإنسان، بما في ذلك الخلايا.

يمكن لجسيمات النانو المعدنية امتصاص مواد مختلفة، بما في ذلك بقايا الأدوية، مما يؤدي إلى تغيرات فسيولوجية في الجسم. ويُثير وضع المضادات الحيوية قلقًا بالغًا، إذ إن تأثيرها على البكتيريا قد يُسهم في تطوير مقاومة لها. كما تُوفر جسيمات النانو المعدنية سطحًا لاستعمار الميكروبات، وتعمل كناقلات لانتقالها.

قام الباحثون بدراسة تفاعل المضاد الحيوي تيتراسايكلين (TC) مع النانو بلاستيك وتأثيره على النشاط البيولوجي للمضاد الحيوي.

تم اختيار أربعة أنواع من البلاستيك للتجربة:

• البوليسترين (PS)
• البولي إيثيلين (PE)
• نايلون 6.6 (N66)
• البولي بروبيلين (PP)

تم استخدام طريقتين لإنشاء مجمعات TC-NP:

1. طريقة التلدين المتسلسل (SA): تم تشكيل البلاستيك في وجود TC، مما سمح بأقصى قدر من التكيف لسلاسل البوليمر مع جزيء المضاد الحيوي.
2. طريقة الجسيمات الحرة (FP): تم تشكيل البلاستيك مسبقًا وتم وضع TC على سطحه في اتجاهات مختلفة.

وقد تم بعد ذلك إجراء عمليات محاكاة لتقييم استقرار المركبات وكذلك تأثيرها على نشاط المضادات الحيوية في مزارع الخلايا.

النتائج الرئيسية

1. تكوين المجمعات:

   • أظهرت طريقة SA استقرارًا أكبر للمركبات مقارنةً بطريقة FP. وُجد التتراسيكلين بكثرة داخل البلاستيك النانوي.
   • كانت التفاعلات القطبية بين TC و N66 أقوى من ذوبانها في الماء، مما أدى إلى روابط قوية.

2. الديناميكيات الجزيئية:

   • تحركت سلاسل البوليمر PS وN66 بشكل أقل بسبب الروابط الفراغية والهيدروجينية. أظهر PP قدرة عالية على الحركة، مما يسمح لـ TC باختراق البنية.
   • في بعض الحالات، مثل PS، يلتصق جزيء TC مرة أخرى بالسطح بعد انفصاله في البداية.

3. التجارب على مزارع الخلايا:

   • أدى وجود المواد البلاستيكية النانوية (PS، PE، PET) إلى تقليل نشاط TC بشكل كبير، وهو ما تم تأكيده من خلال انخفاض مستوى التعبير عن البروتين الفلوري في الخلايا.

4. المخاطر المحتملة:
   تعمل المواد البلاستيكية النانوية على تغيير امتصاص المضادات الحيوية، ونقلها إلى مواقع جديدة وزيادة تركيزاتها المحلية، مما قد يساهم في تطوير مقاومة البكتيريا.

الاستنتاجات

وتؤكد نتائج الدراسة أن تفاعل البلاستيك النانوي مع المضادات الحيوية له تأثير كبير على نشاطها البيولوجي:

• قضايا الامتصاص: قد تؤدي المواد البلاستيكية النانوية إلى تغيير الحركية الدوائية للأدوية.
• تحفيز المقاومة: يمكن أن تؤدي الزيادة الموضعية في تركيز المضاد الحيوي في البيئة البكتيرية إلى تعزيز تطور المقاومة.

تسلط هذه الدراسة الضوء على الحاجة إلى إجراء المزيد من الأبحاث حول تأثير الجسيمات النانوية الدقيقة على صحة الإنسان وتطوير التدابير اللازمة للحد من تأثيرها.