Onlarca yıl boyunca, hastalık yapıcı birçok bakteri türü en güçlü antibiyotiklere karşı bile savunma geliştirerek büyüyen bir sağlık krizini tetikledi. Antibiyotiğe dirençli “süper böceklerin” yükselişi aynı zamanda bir silahlanma yarışını da başlattı. Mikroplar ilaçlara dayanmak için yeni yollar buldukça, araştırmacılar da onların savunmalarını yıkmak için yeni yöntemler arıyor.
Önemli bir ileri adım olarak, Fen-Edebiyat Fakültesi Kimya Bölümü ile McKelvey Mühendislik Fakültesi Biyomedikal Mühendisliği Bölümü’nde Art Krieg Profesörü olan Yan Yu liderliğindeki bir araştırma ekibi, etkisini yitiren antibiyotiklerin gücünü, onları 100 nanometreden daha küçük ultra küçük malzeme yapı taşları olan “iki yüzlü” nanoparçacıklarla birleştirerek geri kazandı. Nanoparçacıklar, bakteri hücre duvarlarını bozma konusunda dikkate değer bir yetenek göstererek mikropları saldırıya açık hale getirdi.
Yu, “Nanoparçacıklar antibiyotikleri süper şarj etti,” dedi. “Bu araştırma, eski antibakteriyel ilaçlara yeni bir hayat vermek için yeni bir yola işaret edebilir.”
Çalışma Nano Letters dergisinde yayımlandı. Makalenin ortak yazarları arasında Yu’nun Indiana Üniversitesi ve Japonya’daki Osaka Üniversitesi’ndeki meslektaşları da yer alıyor.
Yu ve ekibi, iki farklı yüzü olan nanoparçacıklar oluşturdu. Adını Roma’nın başlangıç ve bitişleri temsil eden iki yüzlü tanrısı Janus’tan alan bu parçacıklar, kimyagerler için olasılıkları ikiye katlıyor. Bir yüz, nanoparçacıkların bakteri hücre duvarına tutunmasına yardımcı olan pozitif yüklü moleküllerle kaplandı. Diğer yüz ise hücre duvarının yırtılmasına neden olan hidrofobik (su itici) moleküllerle kaplandı. Yu, “Tek bir Janus nanoparçacığı, tek atışta iki darbe vuruyor,” şeklinde konuştu.
Yu, hücre duvarı bir kez bozulduğunda antibiyotiklerin içeri sızmasının ve nihayetinde mikropları öldürmesinin çok daha kolay olduğunu açıkladı. Ekip, Janus nanoparçacıkları ve antibiyotik kombinasyonunun, insan sağlığı için önemli risk oluşturan iki bakteri türü olan E. coli ve A. baumannii’nin ilaca dirençli suşlarını, tek başına antibiyotiklerden çok daha verimli bir şekilde öldürdüğünü buldu. A. baumannii suşlarından biri, bir hastaneden toplanan antibiyotiğe dirençli bir varyanttı.
Yu, diğer nanoparçacık türlerinin de bakterilerle savaşmak için kullanıldığını ve bazı durumlarda mikropların bu küçük ölçekli tehditlere karşı savunma geliştirme yeteneği gösterdiğini belirtti. Ancak Janus nanoparçacıklarının doğrudan hücre duvarına iki koldan saldırması nedeniyle, herhangi bir direnç geliştirmenin muhtemelen yavaş ve karmaşık bir süreç olacağını söyledi: “Bakteriler bir tür direnç geliştirse bile, bu muhtemelen uzun bir zaman diliminde gerçekleşecektir.”
Bakterilerin belirli bir iki yüzlü nanoparçacık türüne karşı savunma geliştirmesi durumunda, araştırmacılar her iki tarafa bağlı molekülleri her zaman ince ayarlarla değiştirebilirler. Yu, “Janus nanoparçacıkları ayarlanabilir ve özelleştirilebilir, bu da büyük bir avantaj,” dedi.
Gelecekte Yu, McKelvey Mühendislik Fakültesi ve WashU Tıp Fakültesi de dahil olmak üzere WashU genelindeki araştırmacılarla yeni iş birlikleri başlatmayı umuyor. Janus nanoparçacıklarını hastane ortamlarında, belki de hastaların yara iyileşme süreçlerinde test etmek için klinisyenlerle çalışmak istiyor. Ayrıca, nanoparçacıkları özelleştirmek ve klinik uygulamalar için büyük miktarlarda üretmek üzere yeni seçenekleri keşfetmek amacıyla kimya ve mühendislik alanındaki araştırmacılarla iş birliği yapmayı hedefliyor.
Yu, WashU’da henüz birkaç aydır (Temmuz’da başladı) bulunmasına rağmen, yeni bağlantıların olasılıkları konusunda şimdiden heyecanlı. “WashU, birlikte çalışılacak ve kendilerinden bir şeyler öğrenilecek çok sayıda yetenekli araştırmacıya sahip,” dedi. “Burası, grubumun araştırmalarını ileriye taşımak için ideal bir yer.”
Kaynak Martijn Zwama et al, Amphiphilic Janus Nanoparticles Synergize with Antibiotics to Restore Susceptibility in Drug-Resistant Gram-Negative Bacteria, Nano Letters (2025). DOI: 10.1021/acs.nanolett.5c05337 / Journal information: Nano Letters / Provided by Washington University in St. Louis / https://phys.org/news/2026-01-reviving-antibiotics-nanoparticles.html
