اكتشاف انتشار الميكروبلاستيك والنانوبلاستيك في كل مكان وتأثيرهما على تقليل فعالية المضادات الحيوية

الميكروبلاستيك في كل مكان

هناك وعي متزايد بين الجمهور والمجتمع العلمي على حد سواء بأن الميكروبلاستيك يمثل مشكلة خطيرة.

على سبيل المثال، الميكروبلاستيك الآن يُعثر عليه في الشريان السباتي لنصف المرضى الذين تم اختبارهم في دراسة مخصصة. كما أنها تجد طريقها إلى طعام الأنواع المهددة بالانقراض حتى جزر غالاباغوس. إعادة تدوير البلاستيك غالبًا ما تكون أقل كفاءة أو أقل جودة مما يُتصور، مما أدى إلى مقاضاة شركات مثل إكسون موبيل بسبب إنتاجها للبلاستيك.

ويبدو أن المشكلة قد تكون أكبر مما أدركنا. ليس فقط أن البلاستيك يدخل أجسام البشر والحيوانات، بل قد يقلل أيضًا من فعالية المضادات الحيوية.

اكتشف ذلك باحثون من جامعة بون (ألمانيا)، وجامعة فيينا، وجامعة باث (المملكة المتحدة)، وجامعة أوميو (السويد)، وجامعة ديبريسين (المجر). نشروا نتائجهم في مجلة Scientific Reports تحت عنوان “امتصاص الأدوية على النانوبلاستيك له تأثير بيولوجي شديد¹”.

التفاعلات الكيميائية للميكروبلاستيك والنانوبلاستيك

بحث الباحثون في تفاعلات المضادات الحيوية الشائعة مع مجموعة مختارة من أكثر البلاستيكات استخدامًا: البولي إيثيلين (PE)، والبولي بروبلين (PP)، والبولي ستيرين (PS)، والنايلون 6,6 (N66).

للقيام بذلك، استخدموا الحوسبة الكيميائية، وهي طريقة تحسب التفاعل بين المركبات الكيميائية “في الحاسوب” (in-silico).

ركزوا في الغالب على النانوبلاستيك، أي جزيئات البلاستيك أصغر من 0.001 مليمتر، والتي تُعتبر ضارة بشكل خاص للإنسان والبيئة بسبب صغر حجمها.

تُطلق هذه الجزيئات بكميات كبيرة من البلاستيك في بيئتنا، منازلنا، وملابسنا، خاصة الملابس، مع انبعاثات عالية في الهواء الداخلي وفي الماء عبر الغسالات. ويمكن توقع أن تكون الانبعاثات مرتفعة أيضًا في البيئات الطبية المُتحكم فيها مثل المستشفيات.

المضاد الحيوي الذي تم دراسته هو التيتراسيكلين، وهو مضاد حيوي واسع الطيف يُستخدم لمكافحة العدوى التي أصبحت مقاومة للمضادات الحيوية الأبسط.

المصدر: Nature

النايلون: أسوأ مصدر للضرر

وجد الباحثون أن النايلون يُشكل أسوأ جزيئات الميكروبلاستيك عندما يتعلق الأمر بالارتباط بالتيتراسيكلين.

“كان الارتباط قويًا بشكل خاص مع النايلون، مما يشير إلى خطر غير مقدّر بشكل كافٍ في الأماكن الداخلية.

تُعَدّ حمولة الميكرو والنانوبلاستيك حوالي خمس مرات أعلى هناك مقارنةً بالخارج. يُعَدّ النايلون أحد الأسباب لذلك: يُطلق من الأقمشة ويدخل الجسم عبر التنفس، على سبيل المثال.

لوكاس كينر – الباحث الرئيسي في فيينا للمشروع

لذا، ليس فقط أن الميكروبلاستيك قد يكون سامًا بحد ذاته، بل قد يؤثر أيضًا على كيفية عمل المضادات الحيوية، وهو أمر مهم جدًا مراعاته مع تزايد حمولة الميكروبلاستيك في الجسم.

اختبار على الماء والخلايا الحية

ثم فحصوا كيف يتفاعل تجمع المضاد الحيوي مع الميكروبلاستيك مع الماء والحرارة. في جميع الظروف المختبرة، استمر التجمع في الماء، مما يشير إلى أنه من المحتمل أن يحدث ذلك في البيئات الواقعية.

المصدر: Nature

كانت محاكاة الحاسوب وسيلة جيدة لفهم كيفية تفاعل المضادات الحيوية مع جزيئات البلاستيك على المستوى الذري، لكن ذلك لم يثبت تمامًا أن نفس الأمر سيحدث في الواقع. لذا أجرى الباحثون أيضًا اختبارات على خلايا حية في المختبر.

أظهر ذلك أن النشاط البيولوجي للتيتراسيكلين ينخفض بشكل كبير في وجود جزيئات النانوبلاستيك. لذا ليس فقط أن جزيئات المضاد الحيوي ترتبط بالبلاستيك، بل يبدو بوضوح أن ذلك يقلل من فعالية الدواء.

المصدر: Nature

من المعروف أيضًا أن الميكروبلاستيك والنانوبلاستيك يتراكمان أحيانًا في خلايا أو أنسجة محددة. وبما أنهما يحملان الآن المضادات الحيوية، قد يؤدي ذلك إلى تركيزات عالية محليًا من المضادات الحيوية، مما يسبب آثارًا جانبية غير مرغوب فيها.

هل يسبب الميكروبلاستيك مقاومة المضادات الحيوية؟

وجود مضادات حيوية سليمة ولكن غير فعّالة يُعد مصدر قلق جدي. كلما تعرضت البكتيريا الفتاكة للمضادات الحيوية، زادت احتمالية تطورها لمقاومة الدواء.

ويتفاقم الأمر أكثر، حيث أظهرت جزيئات النانوبلاستيك قدرتها على تركيز المضادات الحيوية، مع استمرارها في تحييد تأثيراتها إلى حد ما.

“إن اكتشافنا أن التركيز المحلي للمضادات الحيوية على سطح جزيئات النانوبلاستيك يمكن أن يزداد يُعد أمرًا مقلقًا بشكل خاص.

يمكن أن يؤدي هذا الارتفاع في التركيز إلى تطور بكتيريا مقاومة للمضادات الحيوية. وبالتالي، قد تزيد البلاستيكات مثل النايلون 6,6، وكذلك البولي ستيرين، التي ترتبط بقوة أكبر بالتيتراسيكلين، من خطر المقاومة.

لوكاس كينر – الباحث الرئيسي في فيينا للمشروع

من المحتمل أن يوضح ذلك الحاجة إلى علاجات مضادة للبكتيريا لا تعتمد على المضادات الحيوية، ولحسن الحظ تظهر الآن عدة تقنيات جديدة، بدءًا من الاستفادة من الفيروسات المسماة البكتريوفاجات، إلى لقاحات mRNA، أو بشكل مفارقة، البوليمرات الاصطناعية التي لا تختلف تمامًا عن البلاستيك من الناحية الكيميائية.

شركات الحد من الميكروبلاستيك

VLTO مخطط السعر

فيرالتو هي نتيجة الانفصال عن الأنشطة المتعلقة بالمياه من تكتل القياس والبيئة داناهر (DHR ).

وبالتالي، هي وريثة شركة Pall Corporation التي استحوذت عليها داناهر في عام 2015، وهي رائدة عالميًا في منتجات تنقية المياه.

فيرالتو هي مجموعة مكوّنة من العديد من الشركات، يمكن تقسيمها إلى قطاعين: جودة المياه وجودة المنتج/التصنيع.

المصدر: Veralto

بشكل عام، تحقق فيرالتو نصف إيراداتها من أمريكا الشمالية، وربعًا من أوروبا وربعًا من الأسواق ذات النمو العالي (بقية العالم).

تركّز الشركة على إنشاء تدفق دخل ثابت، حيث 57٪ من المبيعات متكررة، لأن آلاتها جزء أساسي من عمليات العملاء اليومية وتحتاج إلى شراء مستهلكات بانتظام للمعدات المثبتة.

المصدر: Veralto

تتحمل الشركة مسؤولية جزء على الأقل من عملية تنقية المياه لأكثر من 3.4 مليار شخص حول العالم.

ستصبح مرشحاتها، حسّاساتها، ونظام تنظيف المياه أكثر أهمية في التعامل مع مشكلة التلوث العام بالميكروبلاستيك في مياهنا العذبة ومياه الصرف.

وفقًا لحمض دي إن إيه الخاص بالشركة المتمثل في الاستحواذ المتسلسل الموروث من داناهر، تتوسع عبر الاستحواذ، مؤخرًا من خلال استحواذها على TraceGains، مزود برمجيات سحابية لتوريد المكونات، يُستخدم في صناعة الأغذية والمشروبات. ينبغي أن يعزز ذلك موقع فيرالتو في كل خطوة من سلسلة القيمة لتقديم الخدمات لقطاع إنتاج الغذاء (قطاع جودة المنتج).

المصدر: Veralto

فيرالتو هي شركة رائدة في قطاع المياه، وكذلك في سلامة الغذاء. مع تزايد التلوث، بما في ذلك الميكروبلاستيك، من المرجح أن تستمر في النمو من خلال تقديم حلول مراقبة إضافية ومعالجة التلوث.

TMO مخطط السعر

ثيرموفيشر هي رائدة في أدوات المختبر والأدوات التحليلية لصناعة الكيمياء والتقنية الحيوية، وتوظف 125,000 موظف.

توفر حلولًا مبتكرة ومتقدمة لمجموعة من التطبيقات، بما في ذلك:

• علوم الحياة
• الأدوية
• التقنية الحيوية
• التشخيص الطبي

يغطي ذلك سوقًا كبيرًا جدًا، بحجم 235 مليار دولار. وقدرتها على خدمة هذا النطاق الواسع من القطاعات تعود جزئيًا إلى موقعها في طليعة تطوير تكنولوجيا النانو، مما يساعد في تقدم الحلول التي تدفع الاكتشاف العلمي وتحسن نتائج الرعاية الصحية.

يجعل ذلك منها شريكًا مهمًا للإنتاج على نطاق العلاجات الطبية المتقدمة وغيرها من منتجات التقنية الحيوية.

المصدر: ThermoFisher

تساعد أدوات ثيرمو فيشر في مراقبة تلوث النانوبلاستيك، داعمةً الدراسات البيئية وإدارة التلوث. تقنياتها أساسية في تطوير أساليب لتقليل تأثير النانوبلاستيك عبر مختلف النظم الإيكولوجية والصناعات.

تطبيقاتها الواسعة في علوم الأحياء، التشخيص الطبي، ومراقبة البيئة تخلق فرص نمو متعددة.

علاوة على ذلك، تعزز الاستحواذات الاستراتيجية والشراكات قدراتها في تكنولوجيا النانو ووصولها إلى السوق، مما يدفع إمكانات النمو أكثر ويستمر في اتجاه الاستحواذات المتسلسلة في السنوات الأخيرة.

المصدر: ThermoFisher

بشكل عام، مع نمو صناعة التقنية الحيوية، ومع الحاجة إلى مراقبة التلوث مثل الميكروبلاستيك، من المرجح أن تواصل ثيرموفيشر نمو مبيعاتها، بينما تكون أيضًا أساسية في إنشاء أسواق جديدة عبر قدرات تحليلية جديدة في الطب الدقيق، البروتيوميات، الميكروسكوب الإلكتروني، وغيرها.

مرجع الدراسة:

^{1. Dick, L., Batista, P. R., Zaby, P., et al. (2024). امتصاص الأدوية على النانوبلاستيك له تأثير بيولوجي شديد. Scientific Reports, 14, المقال 25853. https://doi.org/10.1038/s41598-024-75785-4}