مقاومت آنتی‌بیوتیکی

مولکول‌های مصنوعی می‌توانند جایگزینی برای آنتی‌بیوتیک‌ها باشند

مقاومت آنتی‌بیوتیکی یکی از معضلات اصلی جهان امروز است. به دلیل استفاده بیش از حد از آنتی‌بیوتیک‌های موجود، به خصوص در صنعت کشاورزی، مقاومت آنتی‌بیوتیکی مرتباً رو به افزایش است؛ بنابراین ساخت داروهای جدیدی که بتواند با عفونت‌های شدید درحال افزایش مبارزه کند، با مشکل مواجه شده است.
برای از بین‌بردن این بن‌بست، محققان به ملکول‌های مصنوعی روی آورده‌اند که برخلاف آنتی‌بیوتیک‌های رایج موجب مقاومت دارویی نمی‌شوند. دانشمندان در مرکز تحقیقاتی IBM نوعی ملکول مصنوعی ساخته‌اند که در برابر باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک‌ها موثر است. نتایج این مطالعه در مجله Nature Communications منتشر شده است.

ملکول‌های مصنوعی همانطور که از نام‌شان مشخص است پلیمرهای طراحی و ساخته شده در آزمایشگاه هستند. برای اینکه یک ملکول مصنوعی بتواند به عنوان یک آنتی‌بیوتیک عمل کند باید زیست‌ تخریب‌پذیر بوده و بدون اینکه به سایر ارگان‌های بدن آسیب برساند، توانایی نابود کردن باکتری‌ها‌ را داشته باشد.


مقاله‌ی مرتبط: دستکاری باکتری‌ها به جای کشتن آن‌ها، راه مقابله با مقاومت آنتی‌بیوتیکی است


به طور معمول سیستم ایمنی از طریق نابود کردن غشاء محافظت کننده باکتری‌ها، آن‌ها را از بین می‌برد؛ ملکول مصنوعی ساخته شده در IBM نیز اینچنین طراحی شده است James Hedrick توضیح می‌دهد:

تلاش ما این است که دقیقا همان مسیری را که سیستم ایمنی ذاتی بدن طی آن عمل می‌کند، تقلید کنیم. زمانی که شما دچار عفونت می‌شوید  بلافاصله پپتیدهای ضدمیکروبی در بدن‌تان ترشح می‌شود. یک پلیمر به سادگی می‌تواند این عمل را تقلید کند.

تحقیقات IBM اولین‌ مطالعه‌ای ‌نیست که‌ برای مقابله با مقاومت آنتی‌بیوتیکی ملکول‌های مصنوعی را به کار می‌برد، مطالعه‌ای پیشین از ملکول‌های مصنوعی برای جلوگیری از انتقال پلازمیدهای حامل ژن مقاومت بین باکتری‌ها استفاده کرده بود. روش دیگر استفاده از ملکول‌های مصنوعی به عنوان آنتی‌بیوتیک سبب ترکیدن باکتری می‌شود؛ اما این روش خطرناک است زیرا سبب پخش شدن و انتقال سم باکتری از طریق جریان خون می‌شود.

برای کاهش این عوارض جانبی، ملکول‌های مصنوعی IBM باکتری‌ها را از درون می‌کشند. ابتدا پلیمر به طور اختصاصی به باکتری متصل می‌شود، سپس از طریق غشاء سلولی به داخل سیتوپلاسم منتقل شده موجب ته‌ نشینی محتویات داخل سلول (ژن‌ها و پروتئین‌ها) می‌شود و در نتیجه موجب مرگ سلول می‌شود.
ملکول‌های مصنوعی از طریق نیروهای الکترواستاتیک به بخش‌های مختلفی از سطح باکتری متصل می‌شوند. بنابراین حتی اگر باکتری ساختار خود را تغییر دهد همچنان برای پلیمر قابل شناسایی خواهد بود.
این ملکول‌ها پس از سه روز به طور کامل تخریب می‌شوند. Hedrick معتقد است این رویکرد همچنین می‌تواند مقاومت آنتی‌بیوتیکی را کاهش دهد یا با سویه‌های شدیداً مقاوم باکتری‌ها مقابله کند حتی اگر باکتری تکامل یافته باشد.

جایگزین آنتی‌بیوتیک‌ها

از بین رفتن باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک توسط پلیمرهای مصنوعی
(Institute of Bioengineering and Nanotechnology)

محققان IBM ملکول مصنوعی خود را به طور موفقیت‌آمیز روی موش‌های آلوده به پنج نوع باکتری غیرقابل درمان و مقاوم به آنتی‌بیوتیک که به طور معمول موجب سپتیسمی و ‌مرگ می‌شوند‌، آزمایش کردند. قدم بعدی آزمایش این ملکول‌ها در کارآزمایی‌های بالینی است.