Hoạt động kháng sinh bị thay đổi do tương tác với nanoplastic

Một nghiên cứu gần đây được công bố trên tạp chí Scientific Reports đã phát hiện ra rằng việc hấp phụ kháng sinh vào vi nhựa và nano nhựa (MNP) gây ra hậu quả nghiêm trọng cho sức khỏe.

Sự phân hủy của nhựa tạo ra các hạt có nhiều hình dạng, kích thước và thành phần khác nhau. Các hạt vi mô này, được gọi là microplastic và nanoplastic (MNP), có trong môi trường và có thể xâm nhập vào cơ thể con người, bao gồm cả tế bào.

MNP có thể hấp thụ nhiều chất khác nhau, bao gồm cả dư lượng thuốc, dẫn đến những thay đổi sinh lý trong cơ thể. Tình hình với thuốc kháng sinh đặc biệt đáng báo động, vì tác động lên vi khuẩn có thể góp phần vào sự phát triển của tình trạng kháng thuốc. Ngoài ra, MNP cung cấp bề mặt cho quá trình xâm chiếm của vi khuẩn, hoạt động như các vectơ truyền bệnh.

Các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu sự tương tác của kháng sinh tetracycline (TC) với nanoplastic và tác động của chúng lên hoạt động sinh học của kháng sinh.

Bốn loại nhựa được chọn cho thí nghiệm:

• Polystyren (PS)
• Polyetylen (PE)
• Nilon 6.6 (N66)
• Polypropylen (PP)

Hai phương pháp được sử dụng để tạo ra phức hợp TC-NP:

1. Phương pháp ủ tuần tự (SA): Nhựa được hình thành khi có mặt TC, cho phép các chuỗi polyme thích ứng tối đa với phân tử kháng sinh.
2. Phương pháp hạt tự do (FP): Nhựa được định hình sẵn và TC được đặt trên bề mặt của nó theo các hướng khác nhau.

Sau đó, các mô phỏng được thực hiện để đánh giá tính ổn định của các phức hợp cũng như tác động của chúng lên hoạt động kháng sinh trong nuôi cấy tế bào.

Kết quả chính

1. Sự hình thành phức hợp:

   • Phương pháp SA chứng minh tính ổn định của các phức hợp cao hơn FP. Tetracycline thường được tìm thấy bên trong các hạt nano.
   • Tương tác phân cực giữa TC và N66 mạnh hơn độ hòa tan của nó trong nước, tạo ra liên kết bền.

2. Động lực học phân tử:

   • Các chuỗi polyme của PS và N66 di chuyển ít hơn do liên kết lập thể và liên kết hydro. PP cho thấy tính di động cao, cho phép TC thâm nhập vào cấu trúc.
   • Trong một số trường hợp, chẳng hạn như PS, phân tử TC bám lại vào bề mặt sau khi ban đầu tách ra.

3. Thí nghiệm trên nuôi cấy tế bào:

   • Sự hiện diện của nanoplastic (PS, PE, PET) làm giảm đáng kể hoạt động của TC, điều này được xác nhận bằng sự giảm mức độ biểu hiện protein huỳnh quang trong tế bào.

4. Rủi ro tiềm ẩn:
   Nanoplastic làm thay đổi khả năng hấp thụ kháng sinh, vận chuyển chúng đến những vị trí mới và làm tăng nồng độ tại chỗ, có thể góp phần gây ra tình trạng kháng thuốc của vi khuẩn.

Kết luận

Kết quả nghiên cứu khẳng định sự tương tác của nanoplastic với kháng sinh có tác động đáng kể đến hoạt động sinh học của chúng:

• Các vấn đề về hấp thụ: Nanoplastic có thể làm thay đổi dược động học của thuốc.
• Kích thích kháng thuốc: Sự gia tăng cục bộ nồng độ kháng sinh trong môi trường vi khuẩn có thể thúc đẩy sự phát triển của khả năng kháng thuốc.

Nghiên cứu này nhấn mạnh nhu cầu nghiên cứu sâu hơn về tác động của MNP đối với sức khỏe con người và phát triển các biện pháp nhằm giảm thiểu tác động của chúng.