זיהוי מולקולרי, תכונון ופעילות אנטיבקטריאלית של ננו-חלקיקי כסף בתיווך פטרייתי נגד Bacillus subtilis sh3 ו-Klebsiella pneumoniae sh4

הפיכת פטריות ידידותיות ללוחמות זעירות

זיהומים עמידים לאנטיביוטיקה וסרטן הם שתי דאגות בריאותיות דחופות של זמננו. מחקר זה בוחן בן ברית לא צפוי לשניהם: פטריית אדמה נפוצה היכולה לייצר חלקיקי כסף בגודל אלפי מונים קטן מגרגר חול. חלקיקים זעירים אלה, הידועים כננו-חלקיקי כסף, מיוצרים בצורה ידידותית לסביבה ונבדקים לאחר מכן כנשק נגד חיידקים קשים לטיפול ותאי סרטן השד.

מדוע חלקיקי כסף זעירים חשובים

חיידקים רבים שבעבר הושפעו בקלות מאנטיביוטיקה כיום מתעלמים מהם, מה שהופך זיהומים שגרתיים ליותר קשים ולעיתים מסוכנים. כסף ידוע מזה זמן כמעכב או מעצור של צמיחה מיקרוביאלית, אך הקטנתו לגודל הננו מגדילה משמעותית את שטח הפנים והתגובות הכימיות שלו. האתגר הוא לייצר חלקיקים כאלה באופן פשוט, זול וללא רעילות. כאן החוקרים משתמשים בזן של פטרייה, Fusarium oxysporum SH1, כדי להמיר מלח כסף מומס לננו-חלקיקים מוצקים, תוך הסתמכות על מולקולות שהפטרייה מייצרת ומפרישה במקום כימיקלים קשים. נתיב "ירוק" זה מבטיח גם ייצור נקי יותר וגם חלקיקים שכבר מצופים בחומרים טבעיים שמייצבים אותם.

מעגבניות מתקלקלות לחומרי ננו מדויקים

הזן הפטרייתי בודד במקור מעגבניות מקולקלות וזוהה בקפידה באמצעות שיטות חיצוניות מסורתיות וריצוף גנטי. להכנת החלקיקים גידלו את הפטרייה, אספו את הנוזל שסביב הסיביות שלה והוסיפו תמיסת כסף. שינוי צבע נראה אותת שהיונים של הכסף מומרות לננו-חלקיקים מוצקים. החוקרים השתמשו אז במגוון כלי הדמיה וניתוח כדי לבדוק את מה שהופק. מיקרוסקופים אלקטרוניים הראו ברובם חלקיקים כדוריים ברוחב של עשרות ננומטרים, בעוד ששיטות נוספות אישרו שמדובר בכסף גבישי ושחלבונים, סוכרים וחומרים טבעיים אחרים מהפטרייה מצפים את פני השטח שלהם, מה שעוזר לשמור עליהם יציבים ובעלי גודל אחיד.

מכוונים אל חיידקים עקשניים

בהמשך הקבוצה בחנה עד כמה ננו-חלקיקי הכסף הפטרייתיים יכולים לעכב שני חיידקים קליניים מרגיזים: Bacillus subtilis sh3, זן גרם-חיובי, ו-Klebsiella pneumoniae sh4, זן גרם-שלילי, שניהם עמידים למשפחות אנטיביוטיות רבות. בניסויים בצלחות פטרי, החלקיקים יצרו אזורים ברורים שבהם חיידקים לא יכלו לצמוח, אפילו בריכוזים נמוכים מאוד, נמוכים מאלו שדיווחו מחקרים קודמים רבים על כסף. כאשר שילבו את החלקיקים עם אנטיביוטיקה מוכרת כגון ציפרופלוקסצין ואזטריאנאם, האזורים המתים סביב הדיסקים שטופי התרופה התרחבו בצורה בולטת. זאת מציעה שהחלקיקים והתרופות מחזקים זה את זה, מה שיכול להחזיר את כוחה של תרופה שמאבדת יעילות.

לחץ סלקטיבי על תאי סרטן

אותם ננו-חלקיקים נבדקו גם על שני סוגי תאים אנושיים שמגודלים במבחנה: תאי סרטן השד MCF7 ותאי מלנוציט נורמליים של העור שנקראים HFB4. באמצעות מבחן צבע סטנדרטי להערכת בריאות התאים, החוקרים מצאו שתאי הסרטן איבדו יכולת שרידה במינונים הרבה יותר נמוכים של הננו-חלקיקים מאשר התאים הנורמליים. תמונות מיקרוסקופיות חשפו שהתאים המטופלים התקמטים, הצטמצמו ונוידעו מהמשטח, בהתאמה לנזק חמור, בעוד שהתאים הנורמליים הראו שינויים מתונים יותר במינונים דומים. דפוס זה מצביע על מידה של סלקטיביות: בתנאי המבחן, ננו-חלקיקי הכסף הפטרייתיים פגעו בתאי סרטן יותר חזק מאשר בתאים בריאים.

מה משמעות הדבר עבור טיפולים עתידיים

באופן פשוט, עבודה זו מראה שפטרייה טבעית יכולה לשמש כמפעל זעיר לייצור חלקיקי כסף זעירים הנוקשים כלפי חיידקים עמידים לתרופות ויחסית פוגעים יותר בתאי סרטן השד לעומת תאים נורמליים. התהליך משתמש בתנאים עדינים וממזער שימוש בכימיקלים רעילים, מה שהופך אותו לאטרקטיבי מבחינה סביבתית. אף שממצאים אלה מוקדמים ומוגבלים למבחנות מעבדה, הם מצביעים לעבר עתיד שבו ננו-חלקיקי כסף עשויים להוסיף כוח לאנטיביוטיקה או להשתלב באסטרטגיות חדשות למאבק בסרטן. דרושים מחקרים נוספים בבעלי חיים ובהמשך בבני אדם כדי לאשר בטיחות, מינון וכיצד החלקיקים פועלים בדיוק בתוך יצורים חיים.

ציטוט: Ismail, M.AM., Rafat, S., Hamza, H.A. et al. Molecular identification, characterization and antibacterial activity of fungal-mediated silver nanoparticles against Bacillus subtilis sh3 and Klebsiella pneumoniae sh4. Sci Rep 16, 10728 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42107-9

מילות מפתח: ננו-חלקיקי כסף, סינתזה ירוקה, עמידות לאנטיביוטיקה, Fusarium oxysporum, תאי סרטן השד