Nebraska araştırmacıları, bitki atıklarını patojenik enfeksiyonları ve ölümleri önlemeye yardımcı olabilecek antimikrobiyal maddelere dönüştürürken, antimikrobiyal uygulamaların maliyetini önemli ölçüde düşürüyor ve biyoekonomi için bir nimet haline geliyor.
Antibiyotik direnci önemli bir halk sağlığı sorunudur. Birleşmiş Milletler, ilaca dirençli hastalıkların 2050 yılına kadar yılda 10 milyon ölümden sorumlu olabileceğini tahmin etmektedir.
Hastalık Kontrol ve Önleme Merkezlerine göre, antibiyotik direnciyle başa çıkmak için Amerika Birleşik Devletleri her yıl yaklaşık 55 milyar dolar harcıyor. Buradaki zorluk sadece yeni tür antibiyotik ilaçlara ihtiyaç duyulması değil, aynı zamanda etkili antimikrobiyal kaplamalara ve dezenfeksiyon çözümlerine de ihtiyacımız var. Çünkü ilaca dirençli enfeksiyonların çoğu dokunmatik yüzeylerden, sağlık ekipmanlarından, hastanelerdeki implantlardan ve atık su sistemlerinden kaynaklanmaktadır.
Bilim insanları sorunu çözmek ve yeni antimikrobiyal türleri geliştirmek için çalışıyorlar ve etkili ancak genellikle maliyetli olan sentetik malzemelerle bazı başarılar elde ettiler ve bunların kullanımı ve atılması çevreye zarar verebilir.
Ross McCollum Kimya ve Biyomoleküler Mühendisliği Doçenti Shudipto Dishari, “Yeşil ve çevre dostu malzemeler kullanarak düşük maliyetli, yüksek etkili antimikrobiyaller tasarlayabilirsek, her iki dünyanın da en iyisini elde edebiliriz” dedi.
Bu misyonla Dishari’nin araştırması, doğal olarak bol miktarda bulunan bir polimer ve bitki hücre duvarlarının önemli bir unsuru olan ligninin yeni antimikrobiyaller yapmak için nasıl işlenebileceğini araştırıyor. Ekibinin bulguları ACS Sustainable Chemistry & Engineering‘de özetlenmiştir.
Bu çalışmada Dishari’nin ekibi, Norveç ladin ağaçlarından elde edilen lignini, bakterileri, virüsleri ve küfü öldürmek için kullanılan pozitif yüklü bir fonksiyonel grup olan kuaterner amonyum ile modifiye etti. Modifikasyon, yeşil sentezi sağlayan su içinde yapıldı. Ekip daha sonra QAL olarak adlandırılan bu lignin türevi antimikrobiyali, idrar yolu enfeksiyonlarına neden olan antibiyotiğe dirençli bir E. coli türü üzerinde test etti. QAL’ın pozitif yüklü grupları, ligninin bakterilerin net negatif yüklü olan dış kabuğuna saldırmasını ve bozmasını kolaylaştırdı.
Dishari, “Antibiyotiğe dirençli bakteriler kendilerini geleneksel ilaçların etkisinden kurtaracak kadar akıllı olsalar da, QAL’ın yaptığı spesifik olmayan etkilerden kendilerini koruyamazlar” dedi.
Sonuç olarak, antibiyotiğe dirençli bakteriler ölür ve QAL ile tedavi edildiklerinde daha fazla büyüyemezler. Aynı zamanda QAL, embiryonik böbrek hücrelerine karşı önemli bir toksisite göstermeyerek güvenli kullanım potansiyeline işaret etti.
Lignin sadece tarımsal atıkların önemli bir bileşeni değil, aynı zamanda kağıt hamuru ve kağıt fabrikalarının ve biyorafinerilerin de bir yan ürünüdür. Her yıl dünya çapında 100 milyon tondan fazla lignin üretilmekte ve bunların çoğu yakılmakta veya atılmaktadır.
Dishari, “Lignin gibi kullanılmayan bir tarımsal/işlem atığını katma değerli antimikrobiyallere dönüştürerek, büyük ölçekli uygulamalarda antimikrobiyal işlemlerin ve kaplamaların maliyetini önemli ölçüde azaltabiliriz” dedi. “Daha geniş bir perspektiften bakıldığında, atık ligninden düşük maliyetli, verimli antimikrobiyallerin sürdürülebilir, ölçeklenebilir üretimi, kağıt hamuru ve kağıt endüstrilerinin, biyorafinerilerin ve tarım çiftliklerinin sürdürülmesine yardımcı olabilir ve biyoekonomiyi destekleyebilir.”
Dishari’nin ekibinin bir üyesi olan yüksek lisans öğrencisi Karen Acurio Cerda, bulguların sınıfta öğrendiklerinin altını çizdiğini söyledi.
Cerda, “Doğa zaten pek çok şeyi çözmüş durumda ve bizim de buna dikkat etmemiz gerekiyor” dedi.
Araştırmada Norveç ladininden elde edilen lignin kullanılmış olsa da Dishari, bunun antibiyotik direnciyle yeşil malzemelerle mücadele etmek için muazzam olanaklar sunduğunu söyledi.
Dishari, “Ligninin kimyasal yapısı bitki kaynağına bağlı olarak değişebilir, ancak bu zorluğu lignin kimyasıyla oynamak ve yüksek etkinliğe sahip çok çeşitli antimikrobiyaller tasarlamak için heyecan verici bir fırsat olarak benimsemeye hazırız” dedi. [1]Converting plant wastes into antimicrobial agents that could prevent pathogenic infections[2]Öne çıkan görsel
[cite]
Kaynaklar ve İleri Okuma
| ↑1 | Converting plant wastes into antimicrobial agents that could prevent pathogenic infections |
|---|---|
| ↑2 | Öne çıkan görsel |
