מדוע חיידקים מתים על משטחים נחושים?
החוקרים לפענח פרט חשוב של התופעה
זה כבר זמן רב ידוע כי משטחים נחושת יכולים לעצור חיידקים מסוכנים. מדוע חיידקים מתים אבל אם הם באים במגע עם נחושת, לא מובן לחלוטין. ביוכימאי באוניברסיטת ברן עכשיו חשפו יחד עם חוקרים חומר באוניברסיטה של Saarland פרט חשוב של התופעה. בניסויי מעבדה, הם הצליחו להוכיח כי חיידקים מתים רק כאשר הם נמצאים בקשר ישיר עם משטח נחושת. יוני נחושת הפרט בתוך נוזל הם לעתים קרובות מספיק כדי שזה לא.ממצא זה יסייע למדעני חומרים בפיתוח ציפויים שיכולים לעכב חיידקים, למשל עבור ידיות ומתגי אור בבתי חולים. תוצאות המחקר פרסמו במשותף בכתב העת "אפלייד וסביבתית מיקרוביולוגיה" של האגודה האמריקנית למיקרוביולוגיה, עכשיו המדענים.
על פי מכון רוברט קוך, כ-500 אנשים סובלים מזיהום בבית החולים מדי שנה. למומחים יש הערכות שונות לגבי כמה מתים מזה. הנתונים נעים בין 000 ל-15 מקרי מוות בשנה. "זה יותר אנשים מאשר מתים בדרכים", משווה מארק סוליוז, פרופסור לביוכימיה באוניברסיטת ברן. יחד עם פרנק מוקליך, פרופסור לחומרים פונקציונליים באוניברסיטת סער, מומחה הנחושת השוויצרי רוצה לפתח ציפויים אנטיבקטריאליים על מנת לבלום את התפשטות זיהומים מסוכנים בבתי חולים. "עם זאת, עבור חומרים חדשים כאלה, ראשית עלינו להבין כיצד הנחושת הורגת את החיידקים. כי נחושת היא גם יסוד הקורט השלישי בשכיחותו בגוף האדם וברור שאינה מזיקה שם", מסביר סוליוז.
לפחות חמישה דפוסי הסבר שונים נחקרים כיום על ידי מדענים ברחבי העולם. "יש החושדים שנחושת מערערת את דופן התא של החיידקים, וגורמת לדליפה. חוקרים אחרים מניחים שנחושת נקשרת ל-DNA של החיידקים וחותכת את רצפי הגנים לחתיכות קטנות", מסכם מארק סוליוז. העובדה היא שניתן לזהות יוני נחושת בתוך חיידקים מומתים תחת מיקרוסקופ אלקטרונים. איך הנחושת נכנסת לתאים עדיין לא ברור, וכך גם איך מופעל תהליך ההרס בחיידקים.
בניסוי המעבדה השתמשו החוקרים בטכנולוגיית הפרעות לייזר במרכז המחקר להנדסת חומרים (MECS) ב-Saarbrücken שבראשו עומד פרופסור Mücklich. צלחת נחושת כוסתה שם בשכבה דקה של פלסטיק. חוקרי החומרים ירו חורים זעירים בשכבה זו באמצעות קרני לייזר פועמות, ויצרו תבנית של חלת דבש. החורים היו קטנים בחצי מיקרומטר, מיליונית המטר, מקוטר החיידקים. "התוצאה המפתיעה עבורנו הייתה שהחיידקים על פני השטח הזה לא מתו, למרות שיוני נחושת השתחררו", מסביר פרופסור מוקליך. בניסוי השוואתי עם לוח נחושת לא מצופה ובאותו ריכוז של יוני נחושת, כל החיידקים הושמדו לאחר מספר שעות. "זה מראה שהחיידקים מתים בעיקר כשהם באים במגע ישיר עם משטח הנחושת. ככל הנראה, הדבר תוקף לראשונה את מעטפת התא ובכך יוצר את התנאים שיוני הנחושת יוכלו להרוס לחלוטין את התאים", מסכם צוות המחקר הבינתחומי. זה מצביע על כך שתהליכים אלקטרוכימיים מורכבים בין לוח הנחושת וגרעינים על פני השטח משחקים תפקיד. כעת יש לחקור אותם ביתר פירוט כדי שניתן יהיה לפתח משטחי חומר קוטל חיידקים פעילים על בסיס נחושת.
המאמר הטכני "הרג מגע של חיידקים על נחושת מדוכא אם מגע חיידקים-מתכת נמנע ומושרה על ברזל על ידי יוני קופר" מאת המחברים Salima Mathews, Michael Hans, Frank Mücklich ו-Marc Solioz פורסם בכתב העת "Applied and Environmental Microbiology".
מקור: Saarbrücken [אוניברסיטת Saarland]
