آیا می‌توان باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک را بدون داروهای شیمیایی نابود کرد؟ دانشمندان سال‌ها در جستجوی راهی برای فرار از بحران مقاومت آنتی‌بیوتیکی بودند، تا این‌که کشف شگفت بال‌های سیکادا رازی را آشکار کرد، رازی که می‌تواند برای حل این مشکل به کار رود. یک ساختار میکروسکوپیِ ساده، الهام‌قسمت ساخت ربات‌های نانویی شد که همانند ویروس‌ به شکار باکتری‌ها می‌روال. این فناوری به گمان زیاد بتواند بینایی میلیون‌ها انسان را از خطر کوری نجات دهد. نتایج این فناوری که در مجله Advanced Materials انتشار شده، در آزمایش‌های اولیه روی موش‌ها تا ۹۹ درصد باکتری‌های خطرناک را از بین برده و امیدی تازه برای درمان عفونت‌های کورکننده همانند «اندوفتالمیت» به وجود اورده است.

سالانه میلیون‌ها نفر به علت عفونت‌های چشمی مقاوم به دارو، بینایی خود را از دست خواهند داد. عفونت «اندوفتالمیت» که بافت شبکیه را در روزهای اول نابود می‌کند، نیازمند درمان سریع است.

در سال ۲۰۱۲، دانشمندان کشف کردند که ساختار میخ‌همانند بال سیکادا می‌تواند باکتری‌ها را از طریق سختی مکانیکی بدون این که نیاز به مواد شیمیایی باشد، بکشد. اما تبدیل این ایده به درمان بالینی به علت ناتوانی نانومواد در نفوذ به بیوفیلم‌های باکتریایی با ناکامی روبه رو شد.

تیم دانشگاه شاندونگ فرست مدیکال چین، ربات‌های نانومتری VMSNT را طراحی کردند که ترکیبی از میخ‌های کشنده باکتری و قابلیت حرکت خودکار می باشند.

در این فناوری هسته سیلیکایی خاردار (قطر ۲۰۰ نانومتر) با طلا پوشش ‌داده می‌شود. پوشش طلا، نور مادون قرمز را به حرکت جهت‌دار تبدیل می‌کند. سطح این ربات‌ها با مولکول‌هایی پوشیده شده که فقط به دیواره باکتری‌ها می‌چسبند. نور مادون قرمز (بی‌خطر برای بافت چشم) به ربات‌ها انرژی مورد نیاز آنها را می‌دهد. گرادیان دمایی تشکیل شده، ربات‌ها را به سمت باکتری‌ها هدایت می‌کند. خارهای نانومتری، غشای باکتری‌ها را سوراخ و محتویات سلولی را تخریب می‌کنند.

برای بازدید کارکرد این فناوری، محققان آن را روی باکتری‌های مختلفی آزمایش کردند. در محیط کشت، نابودی بیشتر از ۹۹ درصد باکتری‌های استافیلوکوکوس اورئوس و سودوموناس آئروژینوزا (عوامل مهم عفونت چشمی) به‌دست آمد. بعد از پیروزی روی محیط کشت، آنها به سراغ موش‌های آزمایشگاهی رفتند. در موش‌های آلوده، افت دیدنی باکتری‌ها و التهاب مشاهده و بهبود تقریباً کامل ساختار و کارکرد بافت چشم توسط محققان گزارش شد. سمیت پایین از جمله مزیت‌های این فناوری است، غلظت مورد نیاز برای نابودی باکتری‌ها، برای سلول‌های انسانی کم‌خطر است.

تحلیل‌های میکروسکوپی نشان داد که حرکت خودکار ربات‌ها جهت شکسته شدن زیست‌فیلم محافظ باکتری‌ها می‌شود. این حرکت، سختی موضعی کافی برای پاره کردن غشای باکتری‌ها تشکیل می‌کند.

چالش‌های پیش رو در این فناوری متعدد است. محیط پیچیده عفونت‌های انسانی (پروتئین‌ها و مولکول‌های مزاحم) امکان پذیر کارکرد ربات‌ها را مختل کند. به این علت، نیاز به مطالعات ایمنی گسترده‌تر روی حیوانات بزرگتر است.

این فناوری نه‌تنها انقلابی در درمان عفونت‌های چشمی تشکیل می‌کند، بلکه پایه‌ گسترش راه حلهای غیرآنتی‌بیوتیکی برای مقابله با باکتری‌های مقاوم در سراسر بدن خواهد می بود.