ملخص الجزء الاول:

أزدادت مقاومة الجراثيم المرضية للمضادات الحيوية في معظم أرجاء العالم وتفاقمت بظهور سلالات مقاومة منها فشكلت خطرا على طرق العلاج القائمة بها مما الزم العلماء في التفكير في هذه المشكلة الخطيرة والبحث لأيجاد مخرج منها. 

وقد تحدث في الجزء الاول عن الأمراض المعدية والالتهابات وعن اكتشاف المضادات الحيوية الاعتيادية المقاومة للجراثيم كطريقة للعلاج بالمضادات الحيوية التقليدية ثم عن ظهور وانتشار الجراثيم والسلالات الجرثومية المقاومة لتلك المضادات الحيوية الاعتيادية وعن أسباب ظهور وانتشار الجراثيم المقاومة لها.  كما تحدثت عن ظهورالمضادات النانوية واهميتها في علاج او اتمام العلاج للأمراض المعدية والالتهابات التي اظهرت فيها مسبباتها من الجراثيم مقاومة للمضادات الحيوية الاعتيادية.  

.2. 2. علاج الأمراض المعدية والالتهابات بالمضادات النانوية واستخدام النانوتكنولوجيا 

  وامام هذا الخطر الماحق بدأت انظار العلماء الباحثين الى اعتماد تطوير انواع جديدة من المضادات الحيوية  بالغة الدقة في الصغر او باستخدام اضافات نانومترية من معادن ومركبات  لها القدرة على تدمير الكائنات  المرضية الدقيقة (Pathogenic Microorganisms ( والتخلص منها كما قام العلماء بأجراء التجارب باستخدام بعض مواد أو أجزاء الخلية مثل الجسيمات الدهنية او الدهونLiposomes or lipids لإيصال  هذه  المضادات مع جزئيات نانومترية من المعادن والمركبات كما اسلفت.  

2. 2. 1 المواد النانوية المضادة للميكروبات 

المضادات النانوية هي مواد نانوية ، قد تكون نفسها ذات نشاط مضاد للبكتيريا أو قد تكون لها القدرة على رفع او زيادة فاعلية المضادات الحيوية التقليدية وسلامة تناولها ، وهي ذات قدرة على السيطرة على العدوى كما أثبتت وبينت التجارب المختبرية والحية التي تم اجرائها عليها.  

من المواد والعناصر التي تم استخدامها او يزمع استخدامها على سبيل المثال  لا الحصر  والتي هي بشكل جزيئات نانوميترية ما يلي: 

الذهب   Gold (Au) NPs  

الفضة  Silver (Ag) NPs  

الالمنيوم والنحاس  Aluminum (Al) and copper (Cu) NPs]  

اوكسيد القصدير  Zinc oxide (ZnO) NPs  

اوكسيدالالمنيوم Al2O3, aluminum oxide 

 ثاني اوكسيد التيتانيوم  Titanium dioxide (TiO2) NPs 

مايكروفاجات (لاقمات الجراثيم) الحويصلات الرئوية AMs, alveolar macrophages  

Apt, aptamers 

الايمالشنات النانوية  Surfactant-based Nano emulsions  

المضادات المكونه من الدريتايدات والكيتونات Antibiotic derived from Dretides & Ketones  الفيوليرينز ومشتقاتها        Fullerenes (C60) & fullerene-derivatives 

انابيب الكاربون النانوية, Carbon nanotubes (CNTs)  

اللايبوسومزLiposomes for antimicrobial drug delivery  

الجزيئات النانوية الفارزة لأوكسيداالنايترايتNitric oxide (NO)-releasing NPs  

االبيبتيداتالمضادة للمكروبات والكايتوسان Antimicrobial peptides and chitosan  

الجزيئات النانوبولوميريكية  Polymeric NP  

االديندريميرات Dendrimers    

الجزيئات النانوية للدهون الصلبة    Solid lipid (SL) NPs  

ولاتزال الدراسات والابحاث العلمية جارية لتحديد فوائد المضادات النانوية واضرارها او مدى سميتها وقدرتها في معالجة الأمراض اوالقضاء على الكائنات الدقيقة المقاومة للمضادات الاعتيادية وكيفية توجيهها الى مصادر او مواقع العدوى او الاصابة. 

وعلى سبيل المثال تصنع جزئيات نانوية بشكل كريات فائقة الدقة وتحدث بها ثقوب دقيقة جداً وربما بقياسات مختلفة (نانوميتر, مايكرون او حتى عشرة مايكرونات) وتملأ بالمضادات وبعضها قد يستخدم لألصاق المضادات فوق اسطحها الدقيقة والتي تعتبر مساحاتها عالية مقارنة بأحجامها الصغيرة لكي تحمل اقداراً اكبر من المضادات. 

استخدمت النانو تكنولوجيا في مراحلها التجريبية في التصدي لعلاج ومواجهة مشاكل كثيرة وذلك باستخدام احد او بعض المواد النانوية التي ذكرتها آنفاً , وعلى سبيل المثال - لا الحصر- تم استخدام الجزئيات النانوية للفضة والتي عرفت بصفاتها المضادة للمكروبات في تطبيقات طبية وتكنولوجية عامة , ومن هذه الدراسات هي استخدام المضادات النانوية مع المضادات الحيوية  

المعروفة ومنها الامبسيلين (Ampicillin) والكلورامفينكول (Chloramphenicol) والكانامايسين (Kanamycin) ضد بعض انواع البكتريا المرضية . 

لابد اولا من معرفة فعالية هذه المضادات ضد انواع محددة او مختارة بطريقة التركيز الاقل المثبط (MIC) والتركيز الاقل القاتل (MBC) والتركيز الجزئي المثبط لتلك الاتواع المحددة , لغرض التأكد من حساسية هذه الانواع للمضادات المذكورة مفردة او لمضادات متعددة. 

2. 1.1.2 قدرة الجزئيات النانوية على أزالة البايوفلم البكتيري 

كذلك تمت دراسة اثر هذه الجزئيات النانوية للفضة على البايوفلم البكتيري (Bacterial Biofilms)  وكان اثرها واضحاً على نشاط هذه البكتريا , علماً بأن تكوين البايوفلم البكتيري مرتبط بقدرة البكتريا على مقاومة تلك المضادات. 

2.2. 2.1.  آليات عمل وتأثير الجزئيات النانوية  والمضادات النانوية  ضد الكائنات الحية الدقيقة  

لقد لوحظ بأن تأثير جزئيات الفضة النانوية يكون موجهاً ضد ايض البكتريا المرتبط بايض الآي تي بي , أي الأدينوسين الثلاثي الفوسفات المانح للطاقة (ATP) أي (ATP-Associated Metabolism) وليس على نفوذية الغلاف الخارجي للخلية (Outer cell membrane permeability) وعلى سبيل المثال , فأن نمو والتصاق انواع من البكتريا المرضية مثل البكتريا العنقودية Staphylococcus aureus)) يتأثر بهذه المركبات النانوية للفضة وتمت دراسة الجزيئات النانوية لأوكسيد القصدير وتبينت فعاليته. كذلك تمت دراسة الفعالية المضادة الحيوية للجزئيات النانوية لأيوديد النحاس (CuI) ضد البكتريا الموجبة والسالبة لصبغة غرام (Gram Stain) , وضد قدرتها على انتاج نوعية من الاوكسجين العالي الفعالية (Reactive Oxygen species) في تدمير الـ (DNA) والاغشية الخلوية للبكتريا, والاخيرة توضحت باستخدام المكروسكوب الذري (Atomic Force Microscopy).  

2.2. 3.1.  اللايبوسومز وآليات استخدامها  لنفل وضخ الجزئيات والمضادات والادوية النانوية الى داخل الكائنات الحية الدقيقة  

وقد تم اجراء التجارب ايضاً باستخدام اللايبوسومز المسماة مايتوكانسيروتروبك لايبوسومز  Mitocancerotropic liposomes)) لضخ بعض المواد او الادوية مثل الريدوكس سايكلردوكسوروبسين (Redox Cycler Doxorubicin) الى داخلا المايتوكوندريا (Mitochondria) العائدة للخلايا السرطانية ,  وبعض الابحاث والدراسات اشارت الى فعالية هذه اللايبوسومز المتخصصة بحقن المايتوكوندريا (Mitochondria)  بالمواد العلاجية المطلوبة لكن تلك الدراسات لاتزال جارية في هذا المجال. 

2.2. 4.1. جهود وكالة داريا لاكتشاف الجزيئات والمضادات النانوية العصرية وتطوير للتكنولوجيا النانوية العصرية 

والحقيقة ان الحديث يطول عند استخدام المضادات الحيوية النانوية في التجارب الكثيرة التي تجرى في مختبرات الابحاث العلمية في بعض اماكن العالم وخاصة امريكا واليابان وغيرها , خاصة وان وكالة داريا (DARPA) ذات التوجه للاستخدامات العسكرية للتكنولوجيا العصرية ومنها المضادات الحيوية النانوية في علاج جرحى الحروب بشكل خاص  مهتمة جدبا بذلك وباختصار وقت العلاج الى ثلث الوقت او اقل باستعمال تلك النتاجات الحيوية وغيرها حيث انها مدعومة دعماً هائلاً يتيح لها انجاز بعض الاكتشافات المهمة في هذا المجال. 

البروفيسور الدكتور سمير هاني السعدي*  

أستاذ علم الاحياء المجهرية الطبي والمناعة ، واستاذ علم الانسجة البشرية في الولايات المتحدة الامريكية سابقا.  

أستاذ سابق بكلية الطب في جامعة بغداد. 

(Professor of Medical Microbiology and Immunology, and Professor of Human Histology). 

 

حافة الدخول الى عصر النانوتكنولوجي والمضادات الحيوية النانوية -الجزء الأول On the Edge of the Entrance to the Age of Nanotechnology and Nanoantibiotics