نانوزیم‌های آنتی‌باکتریال: التیام زخم‌های مزمن با نانوشیمی

زخم‌های مزمن در بیماران دیابتی محل ایده‌آلی برای رشد باکتری‌هاست. محیط غنی از گلوکز به باکتری اجازه می‌دهد بیوفیلم‌هایی تشکیل دهند که مانع رسیدن آنتی‌بیوتیک‌ها به محل‌های موردنیاز می‌شوند. علاوه‌براین، بیماران دیابتی اغلب سیستم ایمنی ضعیفی دارند. در این موارد، درمان کمودینامیک رویکرد امیدوارکننده‌ای ارائه می‌کند زیرا گونه‌های فعال اکسیژنی که در محل تولید شده‌اند، سلول‌های باکتری را ضعیف کرده و به آن آسیب می‌زنند و موجب مرگ باکتری‌ها می‌شوند.

یک کاتالیزور، مسئول تولید این گونه‌های فعال اکسیژن است. این کاتالیزور هیدروژن پروکسید را در محیط اطراف سلول‌های باکتری، ترجیحا به طور مستقیم روی دیواره سلولی یا داخل آن تجزیه می‌کند. نانوذرات پلاتینیوم کاتالیزور ایده‌آلی برای این نقش به شمار می‌آیند. روی سطح این نانودانه‌ها، آپتامرها یا همان زنجیره‌های کوتاه DNA متصل‌شونده به باکتری، چسبیده شده‌ بودند. این ذراتِ کاتالیزوری ـ‌ نانوزیم‌ها ـ همانطور که از اسمشان پیداست، مانند آنزیم‌ها عمل می‌کنند. نانوزیم به باکتری می‌چسبد و تا زمانی‌که هیدروژن پروکسید برای تولید رادیکال وجود داشته باشد، در داخل سلول رادیکال اکسیژن آزاد می‌کند.

مسئله اصلی این‌ است که این کاتالیزور تنها می‌تواند هیدروژن پروکسید را در محیط‌های اسیدی تجزیه کند (در pH پایین)، اما بیشتر زخم‌های دیابتی قلیایی هستند. برای حفظ کارایی سیستم‌ نانوزیمی در چنین شرایطی، رونگوا یانگ و همکارانش از دانشگاه علوم و فناوری چانگشا در چین، حقه‌های بیوشیمی خود را به کار بستند و از محیط غنی از گلوکز زخم‌های دیابتی استفاده کردند.

آنزیم میکروبی گلوکز اکسیداز که قبلا در تشخیص‌های پزشکی و صنایع غذایی شناخته شده بود، برای تبدیل گلوکز به گلوکونیک اسید از اکسیژن استفاده می‌کند و هیدروژن پروکسید و محلولی اسیدی تولید می‌کند. یانگ و همکارانش گلوکز اکسیداز را به نانوزیم‌ها چسباندند، سپس کل این سیستم را در پوسته‌‌ای محافظ از جنس هیالورونیک اسید قراردادند.