«فندق الحشرات» يستضيف البكتيريا ويقتلها

أنشأ العلماء في جامعة فلوريدا وفي جامعة نيو مكسيكو أجساماً كروية بأحجام نانومترية (النانومتر جزء من الألف من المليون من المتر) تنصب كميناً للبكتيريا المضرّة وتقتلها بطريقة ذكّرت العلماء ب«فندق الحشرات»، وهو مصيدة مستعملة لقتل الصراصير.
وقد يؤدي هذا البحث إلى إنشاء كسوة جديدة تطهّر المساحات الشائعة وتستعمل لمكافحة الإرهاب البيولوجي أو لتعقيم المعدّات الطبية، وتقلّل من مسؤولية هذه المعدّات عن زهاء 1.4 مليون حالة وفاة سنويّة ناتجة من الالتهاب.
وأفاد كيرك شانزي، وهو أستاذ كيمياء في جامعة فلوريدا وأحد المحرّرين الثمانية للدراسة قائلاً: «تدخل البكتيريا إلى «الفنادق النانومترية» وتعلق فيها وبعد ذلك تموت». ويعطي شانزي وزملاؤه الباحثون وصفاً للاكتشافات التي تمّ التوصّل إليها في دراسة نُشرت في العدد الأول من مجلة المجتمع الكيماوي الأميركي، التي تحمل اسم «أي سي اس أبلايد ماتيريالز أند إنترفايسز».
وليست هذه الكريات على الإطلاق «القاتلة الحيوية» الوحيدة من نوعها في السوق أو قيد التطوير، وفقاً لما أعلنه شانزي. ولكنها تعتبر فريدة من نوعها بسبب المواد التي تدخل في تركيبتها، وكذلك بسبب عملها كمصيدة. وقد تتزايد أهميتها مع تطور البكتيريا من جهة، ومع تزايد مقاومتها المواد المطهّرة التقليديّة من الجهة الأخرى.
وأضاف شانزي ان «أول تحديث توصّلنا إليه هو المادّة التي نستعملها - أي البوليميرات الموصّلة. أمّا التحديث الثاني، فهو مبدأ «فندق الحشرات» النانومتري».
ووفقاً لشانزي، يمكن دهن المادة المُشرّبة بالكريات النانومترية على مقابض الأبواب أو على أي مساحة أخرى غالباً ما تنتقل عبرها الأمراض البكتيريّة.
وطوّر شانزي، بمساعدة من دايفد ويتن، وهو أستاذ هندسة كيميائية ومدير معاون في مركز الهندسة الطبية الحيوية في جامعة نيو مكسيكو، كمائن صغيرة وبوليميرات موصّلة للكهرباء كان شانزي وويتن يعملان على تطويرها خلال العقد الماضي.
وتنطوي البوليميرات على ميزة فريدة. فعندما تتعرّض للضوء، تنتج أوكسيجيناً مشبعاً بالإلكترونات. ويعتبره شانزي «نوعاً من الأكسيجين الشديد التفاعل» اذ يتميّز بسمّيّة كبيرة بالنسبة إلى البكتيريا، شأن المبيّض أو غيره من المواد الفعّالة الأخرى المستعملة في التطهير راهناً. ويرى الباحثون أن من الممكن استعمال البوليميرات للإبقاء على النظافة.
وقد طوّر هذا الأسلوب جوناثان سومر وهو طالب دكتوراه في جامعة فلوريدا. وتوصّل إلى طريقة لتصميمها على شكل كريات نانومترية، يراوح حجمها بين ميكرون واحد وخمسة ميكرونات، أي ما يعادل جزء إلى خمسة أجزاء مليونيّة من المتر.
وعمل طوماس كوربيت، وهو طالب دكتوراه في جامعة نيو مكسيكو، على اختبار الكريات النانومترية، بالتعاون مع زملاء له في جامعة نيومكسيكو، مستعملاً نوعاً آمناً نسبيّاً من البكتيريا المتّصلة عن كثب ببكتيريا قاتلة تدعى «بسودوموناس أيروجينوزا» تشيع في المستشفيات وتوجد فيها في شكل دائم. وغالباً ما تنتقل عبر المعدات الطبية الملوّثة، وهي تمرض وتقتل الأشخاص الذين يعانون الحروق والسرطان وفقدان المناعة المكتسبة وغيرها من الأمراض الخطيرة.
وأشار شانزي إلى ضرورة إجراء المزيد من الاختبارات لتحديد مدى فعالية «فنادق الحشرات» النانومترية. وكشفت التجارب الأولية أن هذه الأخيرة قتلت أكثر من 95 في المئة من البكتيريا التي تعاملت معها.
وعملت «وكالة التقليل من الأخطار الدفاعيّة» على تمويل هذا البحث. وترى أن من الممكن أن تستعمل «فنادق الحشرات» في المصافي المستخدمة لاحتجاز مكوّنات الإرهاب البيولوجي، وفقاً لما كشفه شانزي.
وأضاف أنّ أيّاً من مكوّنات «الفنادق» النانومترية ليس غريباً ولا غالي الثمن، ما يشير إلى وجود فرصة جيّدة بإنتاجها بكمّيّات صناعيّة. وقدّمت جامعة فلوريدا وجامعة نيو مكسيكو طلباً لنيل براءة اختراع عن «فنادق الحشرات» النانومترية.