در یک کشف علمی مهم، دانشمندان اخیراً موفق به شناسایی باکتری‌هایی در زخم‌های عفونی انسان شده‌اند که قادر به تجزیه انواع پلاستیک هستند. این یافته جدید، که توسط تیمی به سرپرستی رونان مک‌کارتی، استاد علوم زیست‌‌پزشکی، و روبن دی دیوس، پژوهشگر فوق‌دکترای زیست‌فناوری از دانشگاه برونل لندن انجام شده، می‌تواند در آینده راهکارهای جدیدی برای مقابله با آلودگی پلاستیکی ارائه دهد، اما در عین حال، هشدارهایی جدی را نیز به همراه دارد.
میکروب‌های پلاستیک‌خوار: امید به کاهش زباله‌های پلاستیکی
آلودگی پلاستیکی به یکی از بزرگترین چالش‌های زیست‌محیطی عصر حاضر تبدیل شده است که کوه‌های زباله را در محل‌های دفن زباله ایجاد کرده و اقیانوس‌ها را تهدید می‌کند. کشف این میکروب‌های پلاستیک‌خوار، پتانسیل کمک به کاهش این معضل را دارد و نویدبخش مسیری پایدارتر برای آینده است.
اما این میکروب‌ها همیشه یک راه‌حل بی‌نقص نیستند و در محیط نامناسب می‌توانند مشکلات جدی ایجاد کنند. با توجه به استفاده گسترده از پلاستیک در بیمارستان‌ها، از بخیه‌ها و پانسمان‌های زخم گرفته تا ابزارهای جراحی، این سؤال مطرح شد که آیا باکتری‌های موجود در محیط‌های بیمارستانی نیز می‌توانند پلاستیک را تجزیه و از آن تغذیه کنند؟
“سودوموناس آئروژینوزا”: پلاستیک‌خوار و بیماری‌زا
برای یافتن پاسخ، دانشمندان ژنوم پاتوژن‌های بیمارستانی یا همان عوامل بیماری‌زا را مطالعه کردند تا ببینند آیا آن‌ها نیز آنزیم‌های تجزیه‌کننده پلاستیک مشابه باکتری‌های محیطی را دارند یا خیر. نتیجه شگفت‌انگیز بود: برخی از میکروب‌های بیمارستانی، از جمله “سودوموناس آئروژینوزا” (Pseudomonas aeruginosa)، ممکن است قادر به تجزیه پلاستیک باشند.
این میکروب، که توسط سازمان بهداشت جهانی به عنوان یک “پاتوژن با اولویت بالا” شناخته می‌شود، سالانه با حدود ۵۵۹ هزار مرگ در سطح جهان مرتبط است و بسیاری از عفونت‌های آن در بیمارستان‌ها رخ می‌دهند. بیمارانی که از دستگاه تنفس مصنوعی استفاده می‌کنند یا زخم‌های باز ناشی از جراحی یا سوختگی دارند، در معرض خطر عفونت با این باکتری هستند.
دانشمندان برای تأیید یافته‌های محاسباتی خود، توانایی پلاستیک‌خواری “سودوموناس آئروژینوزا” را در آزمایشگاه مورد بررسی قرار دادند. آن‌ها بر روی یک گونه خاص از این باکتری تمرکز کردند که دارای ژنی برای ساخت آنزیم پلاستیک‌خوار بود و این نمونه از یک بیمار مبتلا به عفونت زخم جدا شده بود. آن‌ها کشف کردند که این گونه، نه تنها می‌تواند پلاستیک را تجزیه کند، بلکه می‌تواند از آن به عنوان منبع غذایی برای رشد خود استفاده کند. این توانایی منحصربه‌فرد، ناشی از آنزیمی به نام Pap1 است.
زیست‌لایه‌ها و ماندگاری پاتوژن‌ها در بیمارستان
“سودوموناس آئروژینوزا” توانایی تشکیل لایه‌های سختی به نام “زیست‌لایه” (Biofilm) را دارد. این زیست‌لایه‌ها، باکتری را در برابر سامانه ایمنی بدن و آنتی‌بیوتیک‌ها محافظت می‌کنند و درمان عفونت‌های ناشی از آن را بسیار دشوار می‌سازند. تیم تحقیقاتی در گذشته نشان داده بود که وقتی باکتری‌های محیطی، زیست‌لایه تشکیل می‌دهند، می‌توانند پلاستیک را سریع‌تر تجزیه کنند. این موضوع، این سؤال را مطرح کرد که آیا داشتن آنزیم تجزیه‌کننده پلاستیک، ممکن است به این باکتری کمک کند تا یک پاتوژن خطرناک باشد.
پاسخ مثبت بود: این آنزیم، به این گونه خاص کمک کرد تا زیست‌لایه‌های بزرگ‌تری بسازد. دانشمندان با تجزیه و تحلیل ساختار این زیست‌لایه‌ها، دریافتند که این پاتوژن، پلاستیک تجزیه شده را در ساختار زیست‌لایه خود گنجانده و از آن به عنوان “سیمان” برای ساخت یک جامعه باکتریایی قوی‌تر استفاده می‌کند.
این مطالعه نشان می‌دهد که پاتوژن‌ها می‌توانند برای مدت طولانی در بیمارستان‌ها زنده بمانند، و پژوهشگران فکر می‌کنند این ماندگاری می‌تواند به دلیل توانایی آن‌ها در تغذیه از پلاستیک باشد. بسیاری از درمان‌های پزشکی شامل استفاده از دستگاه‌ها و مواد پلاستیکی هستند، و این مطالعه نشان می‌دهد که یک پاتوژن می‌تواند پلاستیک موجود در این دستگاه‌ها را تجزیه کند. این امر می‌تواند به یک مشکل جدی تبدیل شود، زیرا می‌تواند باعث شکست درمان یا بدتر شدن وضعیت بیمار شود.
خوشبختانه، دانشمندان در حال کار بر روی راه‌حل‌هایی مانند افزودن مواد ضد میکروبی به پلاستیک‌های پزشکی هستند تا از تغذیه میکروب‌ها از آن‌ها جلوگیری کنند. این تحقیقات می‌تواند به توسعه پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر ایمن‌تر و کاهش خطرات عفونی در محیط‌های درمانی کمک کند. آیا این کشف، مسیری دوگانه برای آینده پلاستیک‌ها، هم در مدیریت زباله و هم در چالش‌های بهداشتی، ترسیم می‌کند؟
