Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν υγρά μέταλλα για την ανάπτυξη μιας νέας τεχνολογίας καταστροφής των βακτηρίων που θα μπορούσε να είναι η απάντηση στο θανατηφόρο πρόβλημα της αντοχής στα αντιβιοτικά.
Η συγκεκριμένη τεχνολογία χρησιμοποιεί νανο-μεγέθους σωματίδια μαγνητικού υγρού μετάλλου για την αποκοπή και διάλυση των βακτηριδίων και βακτηριακών βιοφίλμ (δηλαδή το προστατευτικό “σπίτι” που ευδοκιμούν τα βακτήρια) χωρίς να βλάπτουν τα υγιή κύτταρα.
Η παρούσα μελέτη δημοσιεύθηκε στο ACS Nano και στην έρευνα ήταν επικεφαλής το Πανεπιστήμιο RMIT που εδρεύει στην Μελβούρνη της Αυστραλίας, προσφέροντας μια πρωτοποριακή νέα κατεύθυνση στην αναζήτηση καλύτερων τεχνολογιών καταπολέμησης των βακτηρίων.
Η ανθεκτικότητα στα αντιβιοτικά είναι μια σημαντική απειλή για την παγκόσμια υγεία, προκαλώντας τουλάχιστον 700.000 θανάτους ετησίως. Χωρίς αποτελεσματική δράση κατά αυτού του απογοητευτικού φαινομένου, ο αριθμός των νεκρών θα μπορούσε να ανέλθει σε 10 εκατομμύρια ανθρώπους ετησίως έως το 2050, ξεπερνώντας τον καρκίνο ως αιτία θανάτου.
Τα μεγαλύτερα θέματα αναφορικά με αυτή την κατάσταση είναι η εξάπλωση επικίνδυνων βακτηρίων που είναι ανθεκτικά στα φάρμακα και είνα γνωστά στην επιστημονική κοινότητα ως superbugs, και η ανάπτυξη βακτηριακών λοιμώξεων από βιοφίλμ (αγγλικά biofilm) που δεν μπορούν πλέον να αντιμετωπιστούν με υπάρχοντα αντιβιοτικά.
Ο Δρ Aaron Elbourne μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο εργαστήριο νανοβιοτεχνολογίας του RMIT δήλωσε ότι τα αντιβιοτικά έχουν φέρει επανάσταση στην υγεία από τότε που ανακαλύφθηκαν πριν από 90 χρόνια, αλλά πρακτικά έχουν χάσει την αποτελεσματικότητα τους λόγω κακής χρήσης. Στην παρούσα φάση προχωράμε σε ένα μεταβιοτικό μέλλον, όπου οι κοινές βακτηριακές λοιμώξεις, οι μικροί τραυματισμοί και οι χειρουργικές επεμβάσεις ρουτίνας θα μπορούσαν και πάλι να καταστούν θανάσιμες. Δεν αρκεί να μειώσουμε τη χρήση αντιβιοτικών, πρέπει να ξανασκεφτούμε πλήρως τον τρόπο με τον οποίο καταπολεμούμε τις βακτηριακές λοιμώξεις.
Επίσης, ο προαναφερόμενος επιστήμονας πρόσθεσε: «Τα βακτήρια διαθέτουν απίστευτη προσαρμοστικότητα και με την πάροδο του χρόνου αναπτύσσουν άμυνα στις χημικές ουσίες που χρησιμοποιούνται στα αντιβιοτικά. Η μέθοδος μας χρησιμοποιεί υγρά μέταλλα με ακρίβεια για να διαρρηγνύουμε φυσικά τα βακτήρια σε θραύσματα, ούτως ώστε να τα μετά διαλύουμε μέσα στο βιοφίλμ όπου ζουν και πολλαπλασιάζονται τα βακτήρια. Με την περαιτέρω ανάπτυξη, ελπίζουμε ότι αυτή η τεχνολογία θα μπορούσε να είναι ο τρόπος για να συμβάλει στη δημιουργία καταπολέμησης στην αντίσταση στα αντιβιοτικά».
Νέος τρόπος καταστροφής των βακτηρίων
Η ομάδα του RMIT πίσω από τούτη την τεχνολογία είναι η μόνη ομάδα στον κόσμο που διερευνά τα αντιβακτηριακά δυναμικά των νανοσωματιδίων μέσω μαγνητικών υγρών μετάλλων.
Όταν εκτίθενται σε ένα μαγνητικό πεδίο χαμηλής έντασης, αυτά τα σταγονίδια μεγέθους νανο-μεγέθους αλλάζουν σχήμα με συνέπεια να αναπτύσσουν αιχμηρές ακμές.
Όταν τα σταγονίδια έρχονται σε επαφή με ένα βακτηριακό βιοφίλμ, έχουν την ιδιότητα να διαλύουν τις αιχμηρές άκρες στο βιοφίλμ με θετικό αποτέλεσμα να αφαιρούνται τα κακά κύτταρα και να προστατεύονται τα υγιή.
Στη νέα μελέτη, η ομάδα εξέτασε την αποτελεσματικότητα της τεχνολογίας έναντι δύο τύπων βακτηριακών βιοφίλμ, το Gram-positive και το Gram-negative.
Μετά από 90 λεπτά έκθεσης στα νανοσωματίδια υγρού μετάλλου, και τα δύο βιοφίλμ καταστράφηκαν και μάλιστα το 99% των βακτηριδίων ήταν νεκρά. Είναι σημαντικό ότι οι εργαστηριακές δοκιμές έδειξαν ότι τα σταγονίδια που διεξάγουν αυτή τη διεργασία δεν επηρέασαν τα ανθρώπινα κύτταρα .
Ένας από τους ερευνητές της μελέτης, ο Δρ Vi Khanh Truong δήλωσε ότι αυτή η ευέλικτη τεχνολογία θα μπορούσε μία μέρα να χρησιμοποιηθεί με διάφορους τρόπους για τη θεραπεία δύσκολων λοιμώξεων. Και πιο αναλυτικά θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως επίστρωση μέσω ψεκασμού σε εμφυτεύματα, καθιστώντας τα ισχυρά βακτήρια ανίσχυρα, μειώνοντας παράλληλα τα υψηλά ποσοστά μόλυνσης για διαδικασίες όπως αντικαταστάσεις ισχίου και γόνατος
Υπάρχει επίσης η δυνατότητα να αναπτυχθεί αυτή η μεθοδολογία σε μια ενέσιμη θεραπεία που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στο σημείο της μόλυνσης.
Το επόμενο στάδιο για την έρευνα είναι οι περαιτέρω δοκιμές για να εξεταστεί πλήρως η αποτελεσματικότητα της τεχνολογίας σε προκλινικές δοκιμές όχι μόνο σε ζώα που είναι ήδη σε εξέλιξη, αλλά και σε ανθρώπους κατά τα επόμενα χρόνια.
