تخليق أخضر بوساطة الفطريات لمركبات نانو من أكاسيد الزنك والمنغنيز ذات خصائص مضادة للميكروبات ومضادة للسرطان

لماذا تهمنا الجسيمات الدقيقة المصنوعة من الفطريات

تشكل العدوى المقاومة للمضادات الحيوية والسرطان اثنين من أبرز التحديات الطبية في عصرنا. العديد من البكتيريا لم تعد تستجيب للأدوية الشائعة، وعلاجات السرطان قد تضر الأنسجة السليمة. يستكشف هذا البحث مساعدًا طبيعيًا مفاجئًا: فطر تربة شائع قادر على بناء جسيمات معدنية صغيرة مختلطة. هذه الجسيمات، المكوّنة من أكاسيد الزنك والمنغنيز، صُنعت عبر عملية نظيفة وقليلة النفايات ثم اختُبرت لقدرتها على إيقاف البكتيريا الضارة وإحداث ضرر للخلايا السرطانية مع الحفاظ على الخلايا السليمة قدر الإمكان.

تحويل فطر مفيد إلى مصنع نانوي

استخدم الباحثون الفطر Aspergillus terreus كورشة حية. بدلًا من الاعتماد على مواد كيميائية قاسية أو درجات حرارة عالية، نمّوا الفطر في محلول غذائي ثم استخدموا السائل المحيط بالخلايا الفطرية كوسط تفاعلي. عند إضافة أملاح الزنك والمنغنيز إلى هذا المصفى الفطري، عملت جزيئات الفطر الطبيعية كعوامل بناء واستقرار، موجهة تشكيل مركبات نانوية من أكاسيد الزنك والمنغنيز. أكدت تغيّرات اللون وامتصاص الضوء تشكّل الجسيمات الصغيرة. أظهرت التصاوير التفصيلية طبقات رقيقة على شكل صفائح بعرض حوالي 75–100 نانومتر — أي أصغر بنحو ألف مرة من عرض شعرة الإنسان.

نظرة داخل المادة النانوية الجديدة

لفهم ما أنتجوه، استخدم الفريق عدة أدوات قياسية في علوم المواد. أظهرت قياسات الأشعة السينية أن المنتج النهائي احتوى على بلورات مرتبة جيدًا من أكاسيد الزنك والمنغنيز، مدمجة بإحكام في بنية واحدة. كشفت المجاهر الإلكترونية عن صفائح متداخلة بدلًا من كريات منفردة، مما يشير إلى مساحة سطحية كبيرة حيث يمكن أن تحدث التفاعلات الكيميائية. أكدت اختبارات أخرى بقاء عناصر من الفطر على سطح الجسيمات. قد تعمل هذه الجزيئات البيولوجية المتبقية كطبقة طبيعية، تساعد المركبات النانوية على التفاعل بقوة مع الخلايا الحية مع إنتاج أقل نواتج جانبية سامة.

مكافحة البكتيريا المقاومة في المختبر

ثم تحدّت المركبات النانوية الجديدة عدة بكتيريا مسببة للأمراض، بما في ذلك Staphylococcus aureus، Escherichia coli، Bacillus subtilis، وKlebsiella pneumoniae. في اختبارات الأطباق البسيطة أحدثت الجسيمات مناطق واضحة خالية من البكتيريا، لا سيما حول B. subtilis وE. coli. أظهرت قياسات أدق في وسط سائل أن جرعات منخفضة نسبيًا قد توقف نمو البكتيريا، وأن جرعات أعلى يمكن أن تقتل الخلايا بدلًا من إبطائها فقط. على مدار 24 ساعة انخفض عدد البكتيريا الحية بشكل حاد عند التعرض للمركبات النانوية، لا سيما عند تراكيز أعلى. يقترح المؤلفون أن الصفائح تلتصق بأسطح البكتيريا، وتولّد أنواعًا تفاعلية من الأكسجين، وتلحق أضرارًا بالأغشية والحمض النووي، وتُعطل بروتينات رئيسية — هجمات متعددة تجعل من الصعب على الميكروبات تطوير مقاومة.

استهداف السرطان مع الحفاظ على الخلايا السليمة

نظرًا لارتباط الجسيمات القائمة على الزنك والمنغنيز بتأثيرات قاتلة للأورام، اختبر الفريق أيضًا مادته على خطوط خلايا بشرية. قارنوا تأثيرها على خط خلية رئوية طبيعي (WI-38) وخط خلية سرطان ثدي (MCF-7). كانت المركبات النانوية ضارة بدرجة أكبر بخلايا السرطان مقارنة بالخلايا الطبيعية: انخفض نمو الخلايا السرطانية بشدة عند جرعات كانت الخلايا الطبيعية تتحملها إلى حد كبير. من هذه البيانات حسب الباحثون مؤشر انتقائية يقارب 3.4، مما يعني أن المادة كانت سمية للخلايا السرطانية بنحو ثلاثة أضعاف تجاه الخلايا السليمة. تشير هذه الفاعلية الانتقائية إلى إمكانية تكييف مثل هذه المركبات النانوية مستقبلًا لتصبح علاجات تضرب الأورام بقوة أكبر من الأنسجة المحيطة.

ماذا قد يعني هذا للعلاجات المستقبلية

بعبارات بسيطة، يوضّح هذا العمل أن فطرًا شائعًا يمكن استغلاله لبناء جسيمات صغيرة مختلطة المعادن تؤدي وظيفتين: يمكنها تثبيط أو قتل عدة بكتيريا مهمة بقوة، وأيضًا إبطاء نمو خلايا سرطان الثدي مع ترك الخلايا الطبيعية نسبياً دون ضرر كبير. كل ذلك يتحقق عبر عملية تتجنب المواد الكيميائية القاسية والاستهلاك الطاقي العالي. بينما أُجريت هذه الاختبارات في أطباق مخبرية وليس في حيوانات أو بشر، فإنها تشير إلى نهج أكثر خضرة لتصميم أدوات جديدة مضادة للميكروبات ومضادة للسرطان. مع مزيد من الاختبارات للسلامة في الجسم والثبات في الدم، قد تصبح هذه المركبات النانوية المصنوعة حيويًا جزءًا من جيل جديد من العلاجات الفعّالة والصديقة للبيئة.

الاستشهاد: Selim, S., Alhujaily, A., Saied, E. et al. Fungal-mediated green synthesis of ZnO–MnO nanocomposites with antimicrobial and anticancer properties. Sci Rep 16, 10842 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45546-6

الكلمات المفتاحية: تقنية النانو الخضراء, مقاومة مضادات الميكروبات, الاصطناع الحيوي الفطري, مركبات نانوية من الزنك والمنغنيز, جسيمات نانوية مضادة للسرطان