حسگر نانویی تغییر رنگ‌دهنده می‌تواند مقاومت باکتری‌ها به آنتی‌بیوتیک‌ها را در حدود ۴ ساعت شناسایی کند

به گزارش علم‌خوان، این روش در آزمایش‌های اولیه روی باکتریاشریشیا کلیتوانست در حدود چهار ساعت اطلاعاتی درباره پاسخ باکتری به دارو و غلظت لازم برای مهار رشد آن فراهم کند؛ زمانی که می‌تواند از روش‌های رایج آزمایشگاهی کوتاه‌تر باشد.

 

نتایج این پژوهش بوسیله پژوهشگران دانشگا‌ه‌های علوم پزشکی تهران و ایران در ژورنالScientific Reportsمنتشر شده است.

 

چرا تشخیص سریع مقاومت آنتی‌بیوتیکی اهمیت دارد؟

مقاومت میکروب‌ها به داروهای ضدمیکروبی یکی از چالش‌های مهم سلامت عمومی است. اگر باکتری عامل عفونت به آنتی‌بیوتیک تجویزشده مقاوم باشد، درمان ممکن است مؤثر واقع نشود. از سوی دیگر، انتخاب داروی مناسب به اطلاعاتی درباره حساسیت باکتری نیاز دارد.

 

برخی روش‌های معمول آزمایش حساسیت آنتی‌بیوتیکی حدود ۲۴ تا ۴۸ ساعت زمان می‌برند. هرچند روش‌های مولکولی می‌توانند بعضی ژن‌های مقاومت را سریع شناسایی کنند، شناسایی ژن به‌تنهایی همیشه نشان نمی‌دهد که باکتری در عمل چگونه به یک آنتی‌بیوتیک پاسخ می‌دهد.

 

این فناوری چگونه کار می‌کند؟

پژوهشگران از ماده‌ای نانومقیاس متشکل از اکسید آهن گاما و آبی پروس استفاده کردند. این ترکیب که با نماد γ-Fe₂O₃@Prussian blue شناخته می‌شود، رفتاری شبیه آنزیم پراکسیداز دارد؛ به همین دلیل به آن «نانوآنزیم» می‌گویند.

نانوآنزیم‌ها نانوموادی هستند که می‌توانند برخی واکنش‌های شیمیایی مشابه آنزیم‌های طبیعی را انجام دهند. در این آزمایش، پژوهشگران از این ویژگی برای ایجاد واکنشی رنگ‌ساز استفاده کردند.

 

پس از قرار دادن باکتری در معرض غلظت‌های مختلف آنتی‌بیوتیک، موادی به نمونه اضافه شد که با کمک نانوآنزیم واکنش رنگی ایجاد می‌کنند. سپس شدت رنگ آبی حاصل اندازه‌گیری شد. تغییر این رنگ می‌تواند نشان دهد که فعالیت باکتری در حضور آنتی‌بیوتیک چگونه تغییر کرده است.

 

تفاوت باکتری حساس و مقاوم در تغییر رنگ

در این مطالعه، آزمایش‌ها روی چهار سویه از باکتریاشریشیا کلیانجام شد: دو سویه حساس به آنتی‌بیوتیک و دو سویه مقاوم. چهار داروی آمپی‌سیلین، سفازولین، سفتریاکسون و کانامایسین بررسی شدند.

 

در سویه‌های حساس، با افزایش غلظت آنتی‌بیوتیک و رسیدن آن به محدوده‌ای که رشد باکتری را مهار می‌کند، شدت سیگنال رنگی افزایش چشمگیری نشان داد. در مقابل، در سویه‌های مقاوم، شدت رنگ در غلظت‌های مختلف آنتی‌بیوتیک تغییر چندانی نداشت.

 

این تفاوت به پژوهشگران کمک کرد تا حساسیت یا مقاومت باکتری را از روی پاسخ رنگی بررسی کنند.

 

روش همچنین برای برآورد «حداقل غلظت مهارکننده» یا MIC به کار رفت. MIC کمترین غلظت یک دارو است که در شرایط تعریف‌شده آزمایشگاهی مانع رشد قابل مشاهده باکتری می‌شود. دانستن این مقدار می‌تواند در ارزیابی حساسیت باکتری به دارو اهمیت داشته باشد.

 

مزیت احتمالی: پاسخ سریع‌تر و تجهیزات ساده‌تر

بر اساس گزارش پژوهشگران، انجام آزمایش با این روش حدود چهار ساعت طول کشید. آنان همچنین گزارش کردند که این آزمون به معرف‌ها یا تجهیزات گران‌قیمت نیاز ندارد. با این حال، حد تشخیص گزارش‌شده به تعداد اولیه باکتری در نمونه وابسته بود و معادل ۱٫۶۷ × ۱۰⁷ واحد تشکیل‌دهنده کلنی در هر میلی‌لیتر اعلام شد. این شاخص بیان می‌کند که نمونه برای شناسایی با این روش باید چه میزان باکتری داشته باشد.

 

در صورت تأیید نتایج در بررسی‌های بیشتر، چنین روشی ممکن است در آینده به کوتاه‌تر شدن زمان آزمایش حساسیت آنتی‌بیوتیکی کمک کند.

 

این روش هنوز چه محدودیت‌هایی دارد؟

این پژوهش یک ارزیابی آزمایشگاهی اولیه بود و تنها چهار سویه ازاشریشیا کلیرا بررسی کرد. بنابراین، نتایج فعلی برای نتیجه‌گیری درباره عملکرد روش در انواع دیگر باکتری‌ها، نمونه‌های واقعی بیماران یا همه آنتی‌بیوتیک‌ها کافی نیست.

 

برای مشخص شدن دقت و قابلیت اعتماد این فناوری در محیط‌های تشخیصی، لازم است مطالعات گسترده‌تری با سویه‌های متنوع‌تر و نمونه‌های بالینی انجام شود و عملکرد آن مستقیماً با روش‌های استاندارد آزمایش حساسیت مقایسه شود.

 

در نتیجه، این فناوری را باید روشی امیدوارکننده در مرحله پژوهش دانست، نه جایگزینی اثبات‌شده برای آزمایش‌های تشخیصی رایج. همچنین، نتایج آن به‌تنهایی مبنایی برای انتخاب یا تغییر آنتی‌بیوتیک در بیمار نیست.

منبع:

Soleimani AA, Aliabadi M, Amri J, Panahi G, Meshkani R. Combination of Empagliflozin and Resveratrol Mitigates Hepatic Steatosis via Attenuation of Inflammation and Promotion of Adipose Tissue Browning in High-Fat Diet-Fed C57BL/6J Mice. FASEB J. 2026 Oct 15;40(19):e72353

https://doi.org/10.1096/fj.202602880rrr