تظهر دراسة جديدة أن الضمادة الكهربائية التجريبية قد تساعد الأطباء في منع العدوى البكتيرية دون الحاجة إلى استخدام الأدوية، حيث تم الإبلاغ عن أن تيارا كهربائيا منخفض المستوى تم تطبيقه من خلال لاصقة جلدية أدى إلى تقليل كميات بكتيريا Staphylococcus epidermidis، وهي بكتيريا شائعة توجد على جلد الإنسان، بنسبة تقارب 10 مرات.

إمكانيات جديدة للعلاج بدون أدوية

وقال الباحث الرئيسي المشارك بوذي تيان، أستاذ الكيمياء في جامعة شيكاغو: "هذا يفتح آفاقا مثيرة للعلاجات التي لا تعتمد على الأدوية، وخاصة لعلاج العدوى الجلدية وشفاء الجروح، حيث تمثل البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية تحديا خطيرا." وقد لاحظ الباحثون أن الكهرباء تُستخدم بالفعل في إدارة عدد من الأمراض البشرية. فمثلاً، تستخدم أجهزة تنظيم ضربات القلب الكهرباء للحفاظ على نبض القلب بشكل منتظم، كما أن زراعة العين يمكن أن تستعيد جزئيا رؤية الشخص من خلال استخدام الكهرباء لتحفيز الشبكية.

تحديات مقاومة المضادات الحيوية

في هذه الدراسة، أوضح الباحثون في بيان صحفي أن هدفهم كان استخدام الكهرباء للسيطرة على البكتيريا بدلاً من المضادات الحيوية، وهي فكرة مهمة نظرًا لأن البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية تُعتبر تهديدا رئيسيا للصحة البشرية. فقد تسببت العدوى المقاومة للأدوية في وفاة ما يقرب من 1.3 مليون شخص حول العالم في عام 2019. وأسهم الاستخدام المفرط للمضادات الحيوية في البشر والحيوانات في تطور بكتيريا ضارة وتطوير مقاومتها للأدوية الحالية، مما جعلها أقل فعالية.

التركيز على بكتيريا Staphylococcus epidermidis

ركز الباحثون على S. epidermidis لأن هذه البكتيريا يمكن أن تسبب عدوى خطيرة إذا دخلت إلى جسم الإنسان من خلال جرح أو إجراء طبي. وقد ظهرت ثلاث سلالات من S. epidermidis مقاومة لجميع فئات المضادات الحيوية. وأوضح غيورول سويل، المؤلف المشارك للدراسة وأستاذ الأحياء الجزيئية في جامعة كاليفورنيا، سان دييغو: "نفضل عدم القضاء على Staphylococcus، حيث إن غيابها الكامل على جلدنا قد يسبب مشاكل أخرى."

وجد الباحثون أن التيارات الكهربائية الضعيفة يمكن أن تقاوم S. epidermidis، ولكن فقط في بيئة حمضية. الجلد البشري السليم يكون حمضيا بشكل معتدل، لكن الجروح المزمنة تميل إلى أن تكون متعادلة أو قلوية. قال سايهون كيم، الباحث الرئيسي وطالب الدراسات العليا في جامعة شيكاغو: "إن استجابة البكتيريا للكهرباء لم تُستكشف جيدا، جزئيا لأننا لا نعرف الظروف المحددة التي ستُثير بها البكتيريا." وأضاف: "سيساعد اكتشاف هذه الإثارة الانتقائية في تعلم كيفية السيطرة على أنواع أخرى من البكتيريا من خلال النظر في ظروف مختلفة."

تصميم الضمادة الكهربائية

تحت ظروف مثالية حمضية، وجد الباحثون أن تيارا كهربائيا ضعيفا يبلغ 1.5 فولت، وهو أقل بكثير من الحد 15 فولت الذي يعتبر غير محسوس للإنسان، أوقف 99% من البكتيريا. ومع ذلك، لم يظهر الكهرباء أي تأثيرات ضد البكتيريا في بيئة متعادلة.

استنادا إلى هذه المعلومات، صمم الباحثون لاصقة جلدية أطلقوا عليها اسم "علاج التحفيز المضاد للميكروبات الموضعي البيوإلكتروني"، أو BLAST. تحتوي اللصقة على أقطاب كهربائية لتوصيل التيار وهلام مائي يخلق بيئة حمضية.

بعد دورة علاجية مدتها 18 ساعة، أدت لاصقة BLAST إلى انخفاض مستويات S. epidermidis بنسبة تقارب 10 مرات على جلد الخنزير، مقارنةً بعينة غير معالجة. كما حدث نفس الشيء عندما تم وضع اللصقة على قسطرة ملوثة بالبكتيريا.

على الرغم من الحاجة إلى مزيد من الأبحاث لاختبار سلامة وفعالية اللصقة، يعتقد الباحثون أنها قد تؤدي إلى تطوير ضمادة كهربائية قادرة على السيطرة على العدوى دون الحاجة إلى الأدوية.