การทำงานของยาปฏิชีวนะเปลี่ยนแปลงไปจากการโต้ตอบกับนาโนพลาสติก

การศึกษาล่าสุดที่ตีพิมพ์ในวารสารScientific Reportsพบว่าการดูดซับยาปฏิชีวนะบนไมโครพลาสติกและนาโนพลาสติก (MNP) ส่งผลเสียร้ายแรงต่อสุขภาพ

การสลายตัวของพลาสติกส่งผลให้เกิดอนุภาคที่มีรูปร่าง ขนาด และองค์ประกอบต่างๆ กัน อนุภาคขนาดเล็กเหล่านี้ ซึ่งเรียกว่า ไมโครพลาสติกและนาโนพลาสติก (MNP) มีอยู่ในสิ่งแวดล้อมและสามารถแทรกซึมเข้าสู่ร่างกายมนุษย์ รวมถึงเซลล์ได้

MNP สามารถดูดซับสารต่างๆ ได้ รวมถึงสารตกค้างของยา ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาในร่างกาย สถานการณ์ของยาปฏิชีวนะนั้นน่าตกใจเป็นอย่างยิ่ง เนื่องจากผลกระทบต่อแบคทีเรียสามารถส่งผลให้เกิดการดื้อยาได้ นอกจากนี้ MNP ยังทำหน้าที่เป็นพื้นผิวสำหรับการตั้งรกรากของจุลินทรีย์ โดยทำหน้าที่เป็นพาหะในการแพร่เชื้อ

นักวิจัยศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างยาปฏิชีวนะเตตราไซคลิน (TC) กับนาโนพลาสติกและผลกระทบต่อการทำงานทางชีวภาพของยาปฏิชีวนะ

พลาสติก 4 ประเภทที่ได้รับเลือกสำหรับการทดลอง ได้แก่

• โพลิสไตรีน (PS)
• โพลีเอทิลีน (PE)
• ไนลอน 6.6 (N66)
• โพลิโพรพิลีน (PP)

มีการใช้สองวิธีในการสร้างคอมเพล็กซ์ TC-NP:

1. วิธีการอบแบบต่อเนื่อง (SA): พลาสติกถูกสร้างขึ้นในสภาพที่มี TC ซึ่งทำให้สายโพลีเมอร์ปรับตัวเข้ากับโมเลกุลยาปฏิชีวนะได้สูงสุด
2. วิธีการอนุภาคอิสระ (FP): พลาสติกได้รับการขึ้นรูปล่วงหน้าและวาง TC บนพื้นผิวในทิศทางที่แตกต่างกัน

จากนั้นจึงทำการจำลองเพื่อประเมินเสถียรภาพของสารเชิงซ้อน รวมถึงผลกระทบต่อการทำงานของยาปฏิชีวนะในเซลล์เพาะเลี้ยง

ผลลัพธ์ที่สำคัญ

1. การก่อตัวของสารเชิงซ้อน:

   • วิธี SA แสดงให้เห็นถึงความเสถียรของสารเชิงซ้อนที่มากกว่า FP พบเตตราไซคลินในนาโนพลาสติกบ่อยกว่า
   • ปฏิสัมพันธ์แบบขั้วระหว่าง TC และ N66 มีความแข็งแกร่งมากกว่าความสามารถในการละลายในน้ำ ส่งผลให้มีพันธะที่แข็งแรง

2. ไดนามิกโมเลกุล:

   • โซ่พอลิเมอร์ของ PS และ N66 เคลื่อนตัวน้อยลงเนื่องจากพันธะสเตอริกและพันธะไฮโดรเจน PP แสดงให้เห็นการเคลื่อนตัวสูง ทำให้ TC สามารถแทรกซึมเข้าไปในโครงสร้างได้
   • ในบางกรณี เช่น PS โมเลกุล TC จะยึดติดกลับเข้ากับพื้นผิวหลังจากการแยกตัวในตอนแรก

3. การทดลองเพาะเลี้ยงเซลล์:

   • การมีอยู่ของนาโนพลาสติก (PS, PE, PET) ช่วยลดกิจกรรมของ TC อย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งได้รับการยืนยันจากการลดลงของระดับการแสดงออกของโปรตีนเรืองแสงในเซลล์

4. ความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้น:
   นาโนพลาสติกจะไปเปลี่ยนการดูดซึมของยาปฏิชีวนะ โดยขนส่งไปยังแหล่งใหม่และเพิ่มความเข้มข้นในบริเวณนั้น ซึ่งอาจส่งผลต่อการพัฒนาการดื้อยาของแบคทีเรียได้

บทสรุป

ผลการศึกษาได้ยืนยันว่าปฏิกิริยาระหว่างนาโนพลาสติกกับยาปฏิชีวนะมีผลอย่างมีนัยสำคัญต่อกิจกรรมทางชีวภาพของสารเหล่านี้:

• ปัญหาการดูดซึม: นาโนพลาสติกอาจทำให้เภสัชจลนศาสตร์ของยาเปลี่ยนแปลง
• การกระตุ้นการต้านทาน: การเพิ่มความเข้มข้นของยาปฏิชีวนะเฉพาะที่ในสภาพแวดล้อมของแบคทีเรียสามารถส่งเสริมการพัฒนาของการต้านทานได้

การศึกษาครั้งนี้เน้นย้ำถึงความจำเป็นในการวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลกระทบของ MNP ต่อสุขภาพของมนุษย์และการพัฒนามาตรการเพื่อลดผลกระทบของ MNP