"بلح البحر" يلهم باحثين بتطوير أقمشة مضادة للميكروبات

باحثون نجحوا في محاكاة المادة التي يُنتجها بلح البحر وتساعده على الالتصاق بالصخور في البيئات الرطبة (شترستوك)

ربما قد لا تضطر مستقبلا إلى الخوف من العدوى التي يمكن أن تنتقل من أغطية أسرّة المستشفى، بعد أن يوضع عليها "حارس صامت" يحمي المرضى من هذه المخاطر غير المرئية، وذلك عبر استلهام هذا الحل من حيوان "بلح البحر".

ويلتصق بلح البحر بالصخور باستخدام مادة لاصقة رائعة تنتجها غدد خاصة في أجسامه، وتتكون هذه المادة اللاصقة من بروتينات غنية بجزيئات تسمى "الكاتيكول" و"البوليفينول"، وهذه الجزيئات فضلا عن أنها تخلق روابط كيميائية مع الأسطح تسمح بالالتصاق بالصخور حتى في البيئات الرطبة مثل المحيط، فإنها أيضا تنتج الأكسجين التفاعلي المضاد للميكروبات.

وخلال الدراسة المنشورة في دورية "كيميكال إنجنيرنغ جورنال"، قام فريق بحثي إسباني من جامعة برشلونة المستقلة والمعهد الكتالوني للعلوم النانوية وتكنولوجيا النانو، بإنتاج مواد تحاكي ما يفرزه بلح البحر للالتصاق بالصخور، واستُخدمت لإنتاج طلاءات يمكن أن تكون جزءا من عملية إنتاج أغطية أسرّة المستشفيات، وكذلك الأقمشة المستخدمة في ملابس الأطباء والجراحين والممرضات والأقنعة والقفازات والضمادات التي تكون على اتصال مباشر مع الغرز والجروح، لتوفر هذه الطلاءات حماية من الخطر "غير المرئي" الذي تمثله الميكروبات.

محاكاة الضرر الذي يحدث للكائنات الحية (يمين) عند وجودها على سطح طُلي بالمادة الجديدة (كيميكال إنجنيرنغ جورنال)

وتعد العدوى الميكروبية المنقولة عن طريق المستشفيات، السبب الرئيسي السادس للوفاة في البلدان الصناعية، وهو معدل أعلى بكثير في العالم النامي، ويؤثر ذلك بشكل خاص على المرضى الذين يعانون من ضعف المناعة ومرضى العناية المركزة (مثل الحروق) والمصابين بأمراض مزمنة مثل مرض السكري، لذلك ، فإن الطلاء المستوحى من "بلح البحر"، والذي يحمل إمكانيات هائلة للانتقال سريعا من المختبر إلى التطبيق، يمثل حلا عمليا لتلك المشكلة.

سر فاعلية الطلاء

وتعمل الطلاءات الجديدة التي طورها الباحثون ضد البكتيريا من خلال عملية متعددة الخطوات تتضمن توليد أنواع الأكسجين التفاعلي.

ووفق البيان الصحفي الصادر عن جامعة برشلونة المستقلة، فإنه يمكن تلخيص آلية العمل في الخطوات التالية:

  • أولا: تحتوي الطلاءات على جزيئات مستوحاة من تلك الموجودة في المواد اللاصقة لبلح البحر مثل الكاتيكول والبوليفينول، وتسمح هذه الجزيئات للطلاء بالالتصاق بالأسطح بشكل فعال، بما في ذلك الأقمشة والمعدات الطبية.
  • ثانيا: بمجرد الالتصاق، يبدأ الطلاء تفاعلا كيميائيا عند تعرضه للهواء والرطوبة، ويؤدي هذا التفاعل إلى التكوين المستمر لأنواع الأكسجين التفاعلي على سطح الطلاء.
  • ثالثا: أنواع الأكسجين التفاعلي هي عبارة عن جزيئات شديدة التفاعل يمكنها إتلاف الخلايا البكتيرية، فعندما تتلامس البكتيريا مع السطح المطلي، فإن أنواع الأكسجين التفاعلي الناتجة عن الطلاء تهاجم الخلايا البكتيرية، مما يسبب ضررا لا يمكن إصلاحه لأغشيتها والهياكل الأخرى.
  • رابعا: نتيجة لهجوم أنواع الأكسجين التفاعلي تُدمّر الخلايا البكتيرية، مما يؤدي إلى قتلها بشكل فعال، ويساعد هذا الإجراء المضاد للبكتيريا على منع انتشار العدوى، ويقلل من خطر الاستعمار البكتيري على الأسطح الطبية.
الطلاءات يمكن أن تكون جزءا من عملية إنتاج أغطية أسرة المستشفيات والأقمشة المستخدمة في ملابس الفريق الطبي والأقنعة والقفازات والضمادات (كيميكال إنجنيرنغ جورنال)

قدرات رائعة في مختلف البيئات

وأجرى الباحثون عدة تجارب لإثبات فعالية الطلاءات في البيئات السائلة والجافة، وجاءت التجارب على النحو التالي:

  • أولا: اختبار مضادات البكتيريا

اختبر الباحثون الخصائص المضادة للبكتيريا للطلاءات ضد مجموعة واسعة من الأنواع الميكروبية، بما في ذلك البكتيريا مثل الإشركية القولونية، والزائفة الزنجارية، والمكورات العنقودية الذهبية، والميثيسيلين، والمكورات العنقودية الذهبية المقاومة، والمكورات المعوية البرازية، وكذلك الفطريات مثل المبيضات البيضاء، وتضمنت هذه الاختبارات تعريض الأسطح المطلية للكائنات الحية الدقيقة وتقييم قابليتها للحياة.

  • ثانيا: التعرض للأجواء الرطبة

لمحاكاة البيئات الرطبة التي تشبه بيئة الرعاية الصحية حيث توجد قطرات الجهاز التنفسي والسوائل الحيوية، قام الباحثون بتعريض الأسطح المطلية لأجواء رطبة، وقاموا بتقييم فعالية الطلاءات المضادة للبكتيريا في ظل هذه الظروف لتحديد قدرتها على تحمل التعرض للرطوبة والحفاظ على فعاليتها.

  • ثالثا: دراسات الدورة الزمنية

أجريت دراسات الدورة الزمنية لتقييم الاستجابة المضادة للبكتيريا في نقاط زمنية مختلفة تتراوح بين دقائق وساعات.

  • رابعا: التحليل الكمي

أجرى الباحثون تحليلات كمية لقياس مدى تثبيط البكتيريا، وتحديد النسبة المئوية للكائنات الحية الدقيقة التي تقتلها الطلاءات، وسمح لهم ذلك بقياس الفعالية المضادة للبكتيريا للطلاءات ومقارنتها بالمواد المضادة للبكتيريا الأخرى أو عينات المراقبة.

وقدمت هذه التجارب أدلة شاملة تثبت فعالية الطلاءات في كل من البيئات السائلة والجافة، ومن خلال تقييم نشاطها المضاد للبكتيريا ضد مجموعة واسعة من الكائنات الحية الدقيقة، وفي ظل الظروف ذات الصلة ببيئة الرعاية الصحية، أكد الباحثون إمكانية استخدام الطلاءات في الوقاية من العدوى والسيطرة على التلوث البكتيري على الأسطح الطبية.

الأنشطة الحركية تعمل على تزويد المخ بالأكسجين بشكل جيد. (النشر مجاني لعملاء وكالة الأنباء الألمانية “dpa”. لا يجوز استخدام الصورة إلا مع النص المذكور وبشرط الإشارة إلى مصدرها.) عدسة: dpa صور: Christin Klose/dpa-tmn/dpa
الخلايا المناعية في الجسم تنتج أنواع الأكسجين التفاعلي كاستجابة سريعة وقوية لمسببات الأمراض وبالمثل تولّد الطلاءات الأكسجين التفاعلي (الألمانية)

محاكاة جهاز المناعة.. دراسات إضافية

وتشبه آلية الدفاع التي تستخدمها الطلاءات الجديدة ضد البكتيريا، وخاصة من خلال توليد أنواع الأكسجين التفاعلي، استجابة الجهاز المناعي في جسم الإنسان، كما يقول أستاذ المناعة بجامعة أسيوط (جنوب مصر) خالد صديق.

ويوضح صديق في حديث هاتفي مع "الجزيرة نت" أن "الخلايا المناعية في الجسم  مثل العدلات والبلاعم، تنتج أنواع الأكسجين التفاعلي كاستجابة سريعة وقوية لمسببات الأمراض، وبالمثل تولد الطلاءات الأكسجين التفاعلي بشكل مستمر على أسطحها عند تعرضها للهواء والرطوبة، مما يخلق بيئة معادية للبكتيريا".

ويضيف أن "كلا من إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلي في الجهاز المناعي وأنواع الأكسجين التفاعلي الناتجة عن الطلاءات، يوفر حماية طويلة الأمد ضد التهديدات الميكروبية، ولكن الخلايا المناعية تنتجه كجزء من الاستجابة الحادة للعدوى، في حين أن الطلاءات تطلقه باستمرار بمرور الوقت، مما يضمن نشاطا مضادا للبكتيريا مستداما ويمنع الاستعمار البكتيري على الأسطح".

ولكن إذا كان رد فعل الخلايا المناعية في إنتاج الأكسجين التفاعلي محسوبا ومقدر، بحيث لا يتجاوز الهدف وهو تدمير البكتريا، فإن الخطوة التالية التي يؤكد عليها خالد صديق، هي ضرورة العمل على إثبات أن تأثير الأكسجين التفاعلي الذي يصدره الطلاء لا يتجاوز الهدف، وهو تدمير البكتيريا.

ويوضح أنه "من الضروري إجراء دراسات إضافية للتأكد من أن الطلاءات تطلقه بمستويات تقتل البكتيريا فقط ولا يكون لها تأثير ضار على الخلايا البشرية، حيث إن المستويات العالية من الأكسجين التفاعلي يمكن أن تؤدي إلى الإجهاد التأكسدي عند البشر، والذي يمكن أن يسبب تلف الخلايا والالتهابات وإصابة الأنسجة، كما قد يؤدي إلى تهيج الجهاز التنفسي وتحسس الجلد".

المصدر : الجزيرة + مواقع إلكترونية