باکتری‌های مقاوم به آنتی بیوتیک یکی از چالش‌های مهم انسان بوده که در حوزه‌های مختلف از مواد غذایی گرفته تا پیشگیری از عفونت‌های بیمارستانی، دیده می‌شود. برخی از باکتری‌ها می‌توانند بیوفیلم‌ تشکیل دهند، توده‌ای ضخیم شامل میلیون‌ها سلول مجزا که توسط مواد محافظ احاطه شده‌اند. تشکیل چنین بیوفیلم‌هایی یک راهبرد حیاتی برای مقاومت در برابر آنتی‌بیوتیک است.

این بیوفیلم‌ها از کلنی‌های متراکم از باکتری‌ها در برابر سلول‌های ایمنی محافظت می‌کنند و اثربخشی آنتی‌بیوتیک‌ها را کاهش می‌دهند. دکتر چیساتو تاکاهاشی، از موسسه ملی علوم و فناوری صنعتی پیشرفته (AIST) می‌گوید: « هنگامی که یک بیوفیلم تشکیل می‌شود، ساختار آن به عنوان یک مانع عمل می‌کند و نفوذ داروها و کشتن باکتری‌ها را بسیار دشوار می‌کند. انعطاف‌پذیری فوق‌العاده بیوفیلم‌ها، محققان را به دنبال راه‌حل‌های نوآورانه فراتر از آنتی‌بیوتیک‌های سنتی برده است.

تیمی از دانشمندان مؤسسه علم و فناوری اوکیناوا (OIST) و AIST در مقاله اخیر خود در مجله Nanoscale، رویکرد جدیدی را برای مبارزه با باکتری‌های مقاوم به درمان ایجاد کرده‌اند. برای غلبه بر کاستی‌های آنتی‌بیوتیک‌های معمولی، محققان نانوذره‌ای منحصربه‌فرد تولید کردند که مکانیسم‌های متعددی را برای از بین بردن باکتری‌ها ترکیب می‌کند.

دکتر تاکاهاشی می‌گوید: «ما ذرات نقره‌ را درون یک پوسته پلیمری محصور کردیم و آن را با آزیترومایسین، تزریق کردیم. این راهبرد کپسوله‌سازی ابتکاری باعث می‌شود که نانوذرات در فعالیت ضد میکروبی آنتی‌بیوتیک‌ها پایدار و بسیار مؤثر باشند.»

پس از نشان دادن پایداری این نانوذرات در مطالعه قبلی، نوبت به آزمایش اثربخشی آن‌ها رسید. دکتر مورالی موهان جالیگام، محقق فوق دکتری در واحد میکرو/بیو/نانو سیالات OIST و نویسنده اول این مطالعه می‌گوید: «ما دو باکتری شناخته شده را انتخاب کردیم که تمایل به ایجاد عفونت‌های مشکل‌ساز بیمارستانی دارند: اشریشیا کلی و استافیلوکوک اپیدرمیدیس.»

به نقل از ستاد نانو، این باکتری‌ها به دلیل تشکیل بیوفیلم‌های انعطاف‌پذیر بر روی سطوحی مانند ایمپلنت‌های جراحی منجر به عفونت‌های شدید و مقاوم به درمان در داخل بدن انسان می‌شود.

پروفسور امی شن می‌گوید: «نانوذرات ما می‌توانند یک حمله دوگانه را انجام دهند، سلول‌های باکتریایی را با یون‌های آنتی‌بیوتیک و نقره مورد هدف قرار دهند. پلیمر کپسوله‌کننده ثبات را تضمین می‌کند و از جمع شدن نانوذرات جلوگیری می‌کند و کارایی آن‌ها را افزایش می‌دهد.»