فلز نقره چگونه باکتری‌ها را از بین می‌برد؟

در حالی که نحوه کشتن باکتری ها به وسیله فلز خاص نقره رازی سربه مهر است، انسان از قرن ها پیش خواص ضدمیکروبی آنرا می شناسند. حال محققان دانشگاه آرکانزاس در آرکانسای آمریکا، با نگاهی به پویایی پروتئین ها در باکتری های زنده در سطح مولکولی، گامی بزرگ در جهت فهم بهتر این فرآیند برداشته اند. یونگ وانگ، استادیار فیزیک و نویسنده ی پژوهش جدیدی که در مجله ی میکروبیولوژی کاربردی و محیطی منتشر شده است، می گوید:به طورسنتی، اثرات ضد میکروبی نقره از روش زیست سنجی( bioassay) سنجیده می شود. این شیوه، اثر یک ماده در ارگانیسم آزمایشی را در برابر یک داروی استاندارد و بدون درمان، مقایسه می کند؛ اینگونه روشها مؤثر هستند؛ ولی معمولاْ تنها تصویر و واکنشی لحظه ای را در زمان تولید می کنند.

برای این که گفته ی یونگ وانگ بهتر درک شود باید گفت، زیست سنجی برای تعیین قدرت نسبی یک ماده( مثلا ، یک دارو یا هورمون یا ماده ی سمی) با مقایسه ی اثر آن بر روی یک ارگانیسم مدل با استاندارد از پیش آماده شده است. بطور مشابه، زیست سنجی روشی برای توسعه ی اطلاعات سم شناسی روی موجوداتی است که فیزیولوژی آنها شبیه به موجوداتی فرض می شود که مورد توجه مستقیم قرار دارند.

وانگ و همکارانش برعکس معمول، از یک روش تصویربرداری توسعه یافته استفاده کردند؛ آنها با استفاده از یک میکروسکوپ بومی سازی شده ی« ردیاب تک ذره» و فوتوکتیزه شده( PALM یا FPALM) پروتئین خاص موجود در باکتری های E.Coli را به مرورزمان مشاهده و بررسی کردند. شایان ذکر است فوتوکتیزه شده( PALM یا FPALM) یه نوع شیوه فیلمبرداری با میکروسکوپ فلورسانس است که تصاویری با وضوح بسیار بالا ارائه می دهد؛ همینطور« اشریشیا کُلی۶»( نام علمی:Escherichia coli) یا بطور اختصار E.coli، نوعی باسیل گرم منفی از خانواده ی انتروباکتریاسه است که بطور رایج در روده ی جانوران خونگرم وجود دارد.

در نهایت برعکس آنچه که قبلاْ تصور می شد، پژوهشگران دریافته اند که یون های نقره سبب فزونی پویایی یا دینامیک پروتئین می شود. وانگ می گوید:یون های نقره بعنوان سرکوب کننده و ازبین برنده ی باکتری ها شناخته شده است؛ بدین ترتیب انتظار این بود که در مواقع درمان با نقره همه چیز در باکتری ها کند شود؛ اما در کمال تعجب دریافتیم که پویایی پروتئین سریعتر می شود.

پژوهشگران مشاهده کردند که یون های نقره سبب می شود رشته های جفت شده ی دی ان ای (DNA) از باکتری ها جدا شوند و اتصال بین پروتئین (Protein) و دی ان ای تضعیف شود. وانگ اضافه می کند:بدین ترتیب پویایی سریع‎تر پروتئین ها ناشی از نقره، قابل درک است. زمانی که پروتئین به DNA وصل می شود، به آرامی همراه با DNA حرکت می کند؛ چراکه یک ملکول حجیم در باکتری است. درمقابل وقتی با نقره درمان شود، پروتئین از DNA جدا می شود و به خودی خود حرکت می کند؛ براین اساس سریعتر می شوند.

مشاهده ی تفکیک DNA ناشی از یون های نقره جزء کارهای اولیه وانگ و همکارانش بود؛ آنها این کار را از طریق خم کردن DNA انجام داده بودند. فعلا رویکرد آن های ثبت اختراع تحت فشارقراردادن DNA با استفاده از خم کردن آن ها است؛ این کار DNA را مستعد تعامل با دیگر مواد شمیمیایی، من جمله یون های نقره می کند.

اکنون با تأمین بودجه توسط بنیاد ملی علوم، ایده ی تحقیق در مورد پویایی پروتئین های منفرد در باکتری های زنده تائید شده است؛ وانگ ذکر کرد:این رویکرد میتواند به پژوهشگران در درک واکنش های واقعی باکتری ها نسبت به نانو ذرات (Nanoparticle) نقره کمک کند. نانوذرات نقره برای مبارزه با سوپرباگ های مقاوم در برابر آنتی بیوتیک های معمول که تجویز میشوند ، پیشنهاد شده است. آنچه که ما در پایان می خواهیم این است که با استفاده از دانش جدید حاصل از این پروژه، آنتی بیوتیک های بهتری طبق نانوذرات نقره ساخته شوند.