به گزارش زیستنا به نقل از Phys.org، پژوهشگران دانشگاه مک‌مستر (McMaster University) سلاح قدرتمند جدیدی را علیه آلودگی و عفونت باکتریایی ایجاد کرده‌اند. این محققان روشی برای تحریک ویروس‌های باکتری‌خوار یا باکتریوفاژها ایجاد کرده‌اند تا به یکدیگر متصل شده و دانه‌هایی میکروسکوپی را تشکیل دهند. باکتریوفاژها ویروس‌های بی‌ضرری هستند که باکتری‌ها را می‌خورند. این دانه‌ها را می‌توان با بدون ایجاد خطر روی غذا و مواد دیگر به کار گرفت تا بدین ترتیب از عوامل بیماری‌زای مضری مانند Escherichia coli ۰۱۵۷ رهایی یافت. هر یک از این دانه‌ها حدود ۲۰ میکرون (یک‌پنجاهم میلی‌متر) قطر دارد و حاوی میلیون‌ها فاژ است.
گروه مهندسی دانشگاه مک‌مستر پشت این اختراع قرار دارند. هدایت این گروه را پروفسور زینب حسین‌دوست (Zeinab Hosseinidoust)، صاحب کرسی پژوهشی کانادا در مهندسی زیستی باکتریوفاژ (Canada Research Chair in Bacteriophage Bioengineering) و توحید دیدار (Tohid Didar) صاحب کرسی تحقیقاتی کانادا در نانو-زیست‌مواد بر عهده دارند. همچنین لی تیان (Lei Tian) دانشجوی تحصیلات تکمیلی است که این افشانه (اسپری) را تنها با استفاده از این ریزدانه‌ها (Microbeads) ساخته است.
آن‌گونه که محققان در مقاله‌ای در ژورنال Nature Communications توضیح می‌دهند، این ضدعفونی‌کننده قدرتمند قابل پاشش جدید برای مواد غذایی ایمن و بسیار مؤثر است.
شادمان خان (Shadman Khan) دانشجوی تحصیلات تکمیلی و پژوهشگر Vanier به همراه تیان برای آزمایش افشانه ضد باکتری روی محصولات غذایی همکاری کرد.
تیان که این مطالعه را به‌عنوان بخشی از پژوهش‌های دوره دکترای خود انجام داده است، می‌گوید: «وقتی این را روی غذا می‌پاشیم، در واقع میلیاردها سرباز کوچک را گرد هم می‌آوریم تا از مواد غذایی‌مان در مقابل آلودگی باکتریایی محافظت کنند.»
این تحقیق بر اساس همان رویکرد شیمیایی است که پیش‌ازاین آزمایشگاه دکتر حسین‌دوست برای تحریک فاژها برای اتصال به یکدیگر در مقادیر کافی برای تشکیل ژل به کار گرفته بود.
او می‌گوید: «آن‌ها مانند قطعات لگو میکروسکوپی به یکدیگر وصل می‌شوند.» وی ادامه می‌دهد: «این ساختار طبیعی سازمان‌یافته آن‌ها را بسیار بادوام‌تر کرده و بسته‌بندی، نگهداری و استفاده از آن‌ها را ساده‌تر می‌کند.»
پیش از ورود پنی‌سیلین در دهه ۱۹۴۰، پژوهش‌ها در مورد ضدعفونی‌کننده‌ها و روش‌های درمانی فاژی بسیار امیدوارکننده بود، اما با ورود آنتی‌بیوتیک‌های ساخته‌شده از پنی‌سیلین به بازار علاقه به توسعه توانایی فاژها کاهش یافت. اکنون با توجه به اینکه مقاومت ضد میکروبی قدرت آنتی‌بیوتیک‌های موجود را تضعیف می‌کند، به‌تازگی علاقه‌مندی بسیاری به پژوهش‌های فاژ ایجاد شده است.
فاژها به‌طور طبیعی در بدن و در محیط وجود دارند. هنگامی‌که فاژها به باکتری‌های هدف برخورد می‌کنند، تکثیر می‌شوند و به‌صورت انفجاری قدرت ضد میکروبی خود را هم‌زمان با فعالیتشان افزایش می‌دهند.
توحید دیدار می‌گوید: «این واکنشی زنجیره‌ای است که پاسخی پویا و جاری به وجود می‌آورد که حتی از آنتی‌بیوتیک‌ها نیز قدرتمندتر است.» او می‌افزاید: «هیچ محصول ضد باکتری دیگری، حتی سفیدکننده، خواص ویژه‌ای که فاژها دارند را ندارد.»
مزیت عمده دیگر از استفاده از فاژها در کشاورزی و تولید مواد غذایی این است که می‌توان آن‌ها را به‌طور بسیار خاص برای از بین بردن گونه‌های مضر باکتری‌ها به کار گرفت بدون اینکه موجب کشتن باکتری‌های مفیدی دیگر شود. برخی از این باکتری‌های مفید طعم، بو و بافت غذاها را بهبود می‌بخشند.
بر اساس اعلام پژوهشگران، افشانه فاژی جدید توانایی نویدبخشی برای کاربرد تجاری دارد، به‌ویژه آنکه فاژها پیش‌تر از سازمان غذا و داروی ایالات‌متحده برای استفاده در غذا مجوز دریافت کرده‌اند.
این مقاله پژوهشی نشان می‌دهد که این مواد افشانه شونده می‌توانند E. coli ۰۱۵۷ موجود در کاهو و گوشت را از بین ببرد که این‌ها اغلب منبع شیوع بیماری هستند.
به گفته محققان همین رویکرد می‌تواند به‌راحتی در برابر سایر باکتری‌ها مانند سالمونلا (Salmonella) و لیستریا (Listeria) که سبب مسمومیت غذایی می‌شوند، به‌صورت جداگانه یا ترکیبی استفاده شود. پژوهشگران اظهار می‌دارند افشانه فاژ می‌تواند در فرآوری، بسته‌بندی و تمیز کردن مواد غذایی و حتی به‌عنوان تیماری برای تجهیزات و آب مورد استفاده در آبیاری به کار گرفته شود و آلودگی را در منبع مهار کند.
این گروه تصمیم دارد تا در آینده کاربردهای نویدبخش این ماده جدید را در پزشکی آزمایش کند. جایی که شاید برای نمونه بتوان آن را در ضدعفونی کردن زخم‌ها استفاده کرد. اثبات بی‌خطر بودن و مؤثر بودن این ماده در کاربردهای پزشکی به زمان بیشتری نیاز دارند، اما محصولی که برای ضدعفونی در فرآوری مواد غذایی ساخته شده است، می‌تواند آن را با سرعت بیشتری به بازار عرضه شود.
منبع: Phys.org
Journal Reference:
Self-assembling nanofibrous bacteriophage microgels as sprayable antimicrobials targeting multidrug-resistant bacteria, Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-34803-7