دستاوردی شگفت انگیز در مبارزه با باکتری های مقاوم به آنتی بیوتیک

در مطالعه اخیر منتشر شده در گزارش های علمی، محققان اثرات ضد باکتریایی و سیتوتوکسیک نانوذرات کیتوزان (CS) بارگذاری شده با زهر زنبور عسل (BV) را ارزیابی کردند.

مطالعه: زهر زنبور عسل به عنوان جایگزینی برای آنتی بیوتیک ها علیه عفونت های استافیلوکوکوس اورئوس. اعتبار تصویر: Datenshutz-Stockfoto / Shutterstock.com

بررسی جایگزین های آنتی بیوتیک ها

آنتی بیوتیک ها ممکن است باعث تغییرات ژنتیکی در باکتری ها شوند که منجر به مقاومت در برابر این ترکیبات می شود. در واقع، هر ساله بیش از 1.27 میلیون مرگ به دلیل باکتری های مقاوم به آنتی بیوتیک نسبت داده می شود.

استافیلوکوک اورئوس می‌تواند باعث آبسه‌های پوستی، ذات‌الریه، و همچنین عفونت‌های مفاصل و جریان خون شود، در حالی که سویه‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک می‌توانند پیامدهای شدیدتری ایجاد کنند. بنابراین، بررسی جایگزین‌های آنتی‌بیوتیک‌ها، مانند روغن‌های ضروری، محصولات طبیعی و سم‌ها ضروری است.

BV یک مایع بی رنگ، بی بو، تلخ و اسیدی است که حاوی چندین مولکول فعال است. BV دارای خواص ضد التهابی و ضد میکروبی است و برای بسیاری از بیماری ها از سرطان و آرتریت روماتوئید گرفته تا آلزایمر استفاده می شود.

با این وجود، پتانسیل درمانی BV با دوز خاصی محدود می‌شود که وقتی از آن بیشتر شود، سمیت سلولی ایجاد می‌شود. با این حال، روش های خاصی را می توان برای کاهش یا از بین بردن سمیت سلولی مرتبط با BV استفاده کرد، مانند تابش گاما و NPs.

در مورد مطالعه

مطالعه حاضر اثرات سیتوتوکسیک و ضد باکتریایی BV بومی، CS-NPs بارگذاری شده با BV، BV تابش شده با گاما و CS-NPs را بررسی کرد. BV از آپیس ملیفرا به دست آمد که نیمی از آن با 0.7 کیلو گری در ساعت (KGy/hr) تابش شد. روش ژل یونی برای تهیه CS-NPs و BV-loaded CS-NPs استفاده شد.

طیف‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) تفاوت‌ها را در گروه‌های عملکردی بین BV آزاد، CS-NPs، BV تابش‌شده و CS-NPs بارگذاری‌شده با BV بررسی کرد. برای تعیین اندازه ذرات و مورفولوژی نانوذرات از میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) استفاده شد. سنجش پروتئین برادفورد برای ارزیابی کارایی کپسولاسیون انجام شد.

طیف‌سنجی همبستگی فوتون برای تجزیه و تحلیل اندازه ذرات و توزیع اندازه نانوذرات انجام شد. را درونکشتگاهی نرخ انتشار CS-NP های بارگذاری شده با BV نیز تعیین شد. اثر ضد باکتری در برابر S. aureus با روش انتشار دیسک ارزیابی شد.

را in vivo این آزمایش شامل موش هایی بود که از طریق تزریق داخل صفاقی به باکتری آلوده شدند و پس از سه ساعت درمان با دوز 9.02 میکروگرم بر گرم وزن موش انجام شد.

موش ها در شرایط آزمایشی مختلف به 11 گروه تقسیم شدند. این شامل حیوانات غیر آلوده دریافت نمک بافر فسفات (PBS) به عنوان کنترل منفی، BV بومی، BV تابش شده، CS-NPs، یا CS-NPs بارگذاری شده با BV بود. گروه‌های موش آلوده شامل هیچ درمانی نمی‌شدند و آن‌هایی که با BV بومی، BV تحت تابش، CS-NPs، CS-NPs بارگذاری‌شده با BV، یا سولباسف، یک آنتی‌بیوتیک تجاری، تحت درمان قرار گرفتند.

موش ها پس از یک هفته معدوم شدند. نمونه های خون/سرم برای آنالیزهای هماتولوژیک و بیوشیمیایی جمع آوری شد. علاوه بر این، برش‌های کبد، تیموس، طحال و کلیه برای رنگ‌آمیزی هماتوکسیلین و ائوزین در زیر میکروسکوپ نوری تهیه شد.

یافته های مطالعه

BV قله های معمولی را در FTIR نشان داد که مشخصه سم طبیعی است، با قله های قابل توجه در 3400 سانتی متر^-1 و 2940 سانتی متر^-1. BV تابش شده دارای پیک های مشابه اما با برخی تغییرات و با شدت کمتر بود.

طیف CS-NP با نوارهایی در 3500-3300 سانتی متر مشخص شد.^-1، 1633 سانتی متر^-1، و 1150 سانتی متر^-1. CS-NP های بارگذاری شده با BV یک نوار متمایز تیز در 1642 سانتی متر ایجاد کردند.^-1.

میانگین اندازه CS-NP و CS-NP های بارگذاری شده با BV به ترتیب 175.85 نانومتر (nm) و 24.03 نانومتر بود. پتانسیل زتا CS-NPs بارگذاری شده با BV کاهش یافت. با این حال، شاخص polydispersity نسبت به CS-NPs افزایش یافته است. راندمان کپسوله سازی CS-NP های بارگذاری شده با BV 96.44٪ در غلظت بهینه 2 میلی گرم در میلی لیتر CS و 550 میکروگرم در میلی لیتر BV بود.

انتشار BV از CS-NP های بارگذاری شده با BV تا 30 ساعت افزایش یافت و متعاقبا پس از آن کاهش یافت. درمان موش‌های آلوده با BV آزاد یا تحت تابش باعث کاهش لکوسیت‌ها و افزایش پلاکت‌ها شد، در حالی که درمان آنتی‌بیوتیکی موش‌های آلوده باعث افزایش پلاکت‌ها شد. تمام گروه های تیمار سطوح اوره، کراتینین، آسپارتات ترانسفراز و آلانین ترانس آمیناز را نسبت به شاهد افزایش دادند.

افزایش این پارامترها بین CS-NP بارگذاری شده با BV و درمان های آنتی بیوتیک مشابه بود. موش های آلوده تحت درمان با BV یا CS-NP های بومی/تابیده شده سطوح اینترلوکین-6 (IL-6) را افزایش دادند، در حالی که درمان با CS-NP های بارگذاری شده با BV باعث کاهش سطح IL-6 شد. موش‌های آلوده سطوح مختلفی از آسیب کلیوی را نشان دادند و حیوانات تحت درمان با CS-NP بیشترین آسیب را نشان دادند.

بخش‌های طحال موش‌های آلوده که تحت درمان قرار نگرفته‌اند، دارای سینوس‌های خونی متراکم، سلول‌های غول‌پیکر اضافی و سلول‌های آپوپتوز پراکنده بودند. احتقان پس از درمان با BV تابش شده یا CS-NPs کاهش یافت و با BV بومی، آنتی بیوتیک، یا درمان های CS-NP پرتودهی BV ناپدید شد.

نتیجه گیری

CS-NP های بارگذاری شده با BV در مقایسه با BV بومی یا تحت تابش بدون ایجاد پاسخ التهابی یا سیتوتوکسیک، فعالیت ضد باکتریایی برتری از خود نشان دادند. این یافته ها نشان می دهد که CS-NP های بارگذاری شده با BV می توانند یک کاندید درمانی بالقوه و جایگزین مناسب برای آنتی بیوتیک ها باشند.