Antibiootikumide aktiivsus, mida muudab suhtlemine nanoplastidega

Hiljuti ajakirjas Scientific Reports avaldatud uuring näitas, et antibiootikumide adsorptsioon mikro- ja nanoplastidele (MNP-dele) põhjustab tõsiseid tervisemõjusid.

Plasti lagunemisel tekivad erineva kuju, suuruse ja koostisega osakesed. Need mikroskoopilised osakesed, mida tuntakse mikro- ja nanoplastina (MNP), esinevad keskkonnas ja võivad tungida inimkehasse, sealhulgas rakkudesse.

Mikroneeritud NP-d võivad adsorbeerida mitmesuguseid aineid, sealhulgas ravimijääke, mis viib organismis füsioloogiliste muutusteni. Olukord antibiootikumidega on eriti murettekitav, kuna nende mõju bakteritele võib kaasa aidata resistentsuse tekkele. Lisaks pakuvad mikroneeritud NP-d pinda mikroobide koloniseerimiseks, toimides nende edasikandumise vektoritena.

Teadlased uurisid antibiootikumi tetratsükliini (TC) koostoimet nanoplastidega ja nende mõju antibiootikumi bioloogilisele aktiivsusele.

Katse jaoks valiti neli tüüpi plastikut:

• Polüstüreen (PS)
• Polüetüleen (PE)
• Nailon 6.6 (N66)
• Polüpropüleen (PP)

TC-NP komplekside loomiseks kasutati kahte lähenemisviisi:

1. Järjestikuse lõõmutamise (SA) meetod: Plastik moodustati TC juuresolekul, mis võimaldas polümeerahelate maksimaalset kohandumist antibiootikumimolekuliga.
2. Vabade osakeste (FP) meetod: Plastik vormiti eelnevalt ja TC asetati selle pinnale erinevates orientatsioonides.

Seejärel viidi läbi simulatsioonid, et hinnata komplekside stabiilsust ja nende mõju antibiootilisele aktiivsusele rakukultuurides.

Peamised tulemused

1. Komplekside moodustumine:

   • SA meetod näitas komplekside suuremat stabiilsust kui FP. Tetratsükliini leiti sagedamini nanoplastide sees.
   • TC ja N66 vahelised polaarsed interaktsioonid olid tugevamad kui selle lahustuvus vees, mille tulemuseks olid tugevad sidemed.

2. Molekulaarne dünaamika:

   • PS-i ja N66 polümeerahelad liikusid vähem steeriliste ja vesiniksidemete tõttu. PP-l oli suur liikuvus, mis võimaldas TC-l struktuuri tungida.
   • Mõnel juhul, näiteks PS-i puhul, kinnitus TC molekul pärast esialgset eraldumist pinnale uuesti.

3. Katsed rakukultuuridega:

   • Nanoplastide (PS, PE, PET) olemasolu vähendas oluliselt TC aktiivsust, mida kinnitas fluorestseeruva valgu ekspressioonitaseme langus rakkudes.

4. Võimalikud riskid:
   Nanoplast muudab antibiootikumide imendumist, transportides neid uutesse kohtadesse ja suurendades lokaalset kontsentratsiooni, mis võib kaasa aidata bakterite resistentsuse tekkele.

Järeldused

Uuringu tulemused kinnitavad, et nanoplastide ja antibiootikumide koostoimel on oluline mõju nende bioloogilisele aktiivsusele:

• Imendumisprobleemid: Nanoplast võib muuta ravimite farmakokineetikat.
• Resistentsuse stimuleerimine: antibiootikumi kontsentratsiooni lokaalne suurenemine bakteriaalses keskkonnas võib soodustada resistentsuse teket.

See uuring rõhutab vajadust edasiste uuringute järele MNP-de mõju kohta inimeste tervisele ja meetmete väljatöötamiseks nende mõju vähendamiseks.