نانوذرات طلا چگونه باکتری‌ها را از بین می‌برند؟

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، پژوهشگران سازوکار فیزیکی را شناسایی کرده‌اند که به نانوذرات طلا اجازه می‌دهد باکتری‌ها را به‌طور موثر از بین ببرد. این یافته می‌تواند به کاربرد‌های گسترده‌تری در زمینه پزشکی منجر شود.

مدت‌هاست که دانشمندان می‌دانند که نانوذرات خاصی می‌توانند باکتری‌ها را از بین ببرند، اما سازوکار این موضوع تاکنون یک راز بوده است. هر چند که فقدان آگاهی از این ساز وکار مانع از به‌کارگیری نانوذرات به‌عنوان یک ماده ضدباکتری در کاربرد‌های پزشکی، صنعتی و تجاری نشده است. اما درک بهتر این ترکیب ضدباکتری می‌تواند اثربخشی آن را بهبود بخشد و طیف وسیعی از کاربرد‌ها را برای آن به ارمغان آورد.

تیمی از محققان در چندین رشته مختلف از سراسر جهان برای انجام این کار به گرد هم آمده‌اند تا این معما را حل کنند. این تیم تحقیقاتی دریافته است که نانوذرات طلا خاصیت سمی دارند که می‌تواند باعث تغییر شکل مکانیکی باکتری‌ها و منجر به پارگی سلول و مرگ آن شود.

دستیابی به موفقیت در دانش چگونگی اثربخشی نانوذرات برای مقابله با باکتری‌ها در مواجهه با بحران آنتی‌بیوتیک بسیار حیاتی است. باکتری‌هایی در حال ظهور هستند که در نتیجه استفاده بیش از حد دارو و سواستفاده از آن بوده که به مقاومت به آنتی‌بیوتیک‌ها منجر شده است.

بررسی‌های این تیم تحقیقاتی نشان می‌دهد که نانوذرات طلا دارای مکانیسم فیزیکی بوده که با آن می‌تواند دیواره سلول باکتری را از بین ببرد و باعث نابودی آن‌ها شود.

آن‌ها این ساز و کار را با سنتز نانوذرات طلا در آزمایشگاه کشف کردند نانوذراتی که یک شکل کروی کامل داشت. این تیم همچنین نانوذرات دارای شکل ستاره‌ای را نیز مورد آزمایش قرار دادند تا دریابند کدام شکل در تخریب باکتری‌ها موثرتر هستند. با وجود داشتن اشکال مختلف، نانوذرات مورد بررسی در این پروژه دارای اندازه‌های مشابه بودند، که اندازه همه آن‌ها در حدود ۱۰۰ نانومتر بود.

این تیم سپس نانوذرات ایجاد شده را برای تعیین چگونگی برهم‌کنش آن‌ها با باکتری‌های زنده بررسی کردند. آن‌ها دریافتند که این نانوذرات باعث از بین رفتن باکتری‌ها می‌شود.

این گروه با این پیش فرض که مکانیزم فیزیکی عامل پارگی دیواره سلول و از بین رفتن باکتری است، یک سری شبیه‌سازی انجام دادند. این شبیه‌سازی نشان داد که نانوذرات با فشار به دیواره سلولی موجب پارگی آن می‌شوند.

آن‌ها کشف کردند که عملکرد مکانیکی ناشی از نانوذرات طلا مانند فشار آوردن به دیواره سلولی، موجب تغییر شکل دیواره شده تا زمانی که باکتری منفجر شود. این تیم همچنین کشف کرد که نانوذره کروی کاملاً موثر و سریع‌تر به باکتری آسیب می‌رساند. آن‌ها این مسئله را به این واقعیت ربط دادند که نانوذرات کروی «تمایل» بیشتری برای برهم‌کنش با سطح غشای سلول نسبت به نمونه‌های ستاره‌ای شکل دارند.

این تحقیق که همراه با استفاده منحصر به فرد از روش‌های مختلف مدل‌سازی همراه بود، می‌تواند به زیست‌شناسان و دانشمندان مواد کمک کند تا درک کنند که چگونه نانوذرات باکتری‌ها را از بین می‌برند. این می‌تواند به نوبه خود، در ایجاد روش‌های موثر برای محافظت از ما در برابر باکتری‌هایی که منجر به طیف وسیعی از بیماری‌ها می‌شوند، کمک کند.