Van die nuutste “buite-die-boks”-tegnologieë en navorsing in die stryd teen multimiddelweerstandige patogene – in hospitale se Intensiese sorg-eenhede en die openbare vervoerstelsel – is onlangs by ’n werkswinkel bespreek wat deur die Universiteit Stellenbosch (US) aangebied is.

Die werkswinkel, getiteld “Nanosolutions for antimicrobial surfaces”, het die nuutste bevindinge van navorsingsgroepe bekendgestel. Laasgenoemde is almal deelnemers aan ’n navorsingsprogram, die Triple A COAT project, wat deur die Europese Unie gefinansier word. Die doelwit van hierdie projek is om ’n groen nanosellulose-lagie met antibakteriële, antifungus en antivirale funksionaliteite te ontwikkel ten einde die oordrag van patogene in openbare areas te beperk.

Nanosellulosemateriale is ’n soort supersterk, liggewig stof wat van sellulose gemaak word – die hoofbousteen van plantselle se wande. Sekere selluloses kan  self-assosieer in deeltjies van nanoskaalgrootte om nanosellulose te vorm.  

 Prof Marina Rautenbach, hoof van die BIOPEP Peptiedgroep in US se departement Biochemie, sê dit is van die uiterste belang dat nuwe benaderings gevind moet word om  multimiddelweerstandige mikrobes te beveg. Die “Groot Ses” wat as die sogenaamde ESKAPE-patogene  bekendstaan is: Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa, en Enterobacter-spesies. 

“Hierdie patogene is almal hoogs virulent en bestand teen die meeste bekende antibiotikas. Gevolglik is hul die hoofoorsaak van lewensgevaarlike hospitaalverworwe infeksies wêreldwyd,” verduidelik sy. 

Tydens die werkswinkel het Dr Elana Bester van die US se departement Mikrobiologie die resultate van hul navorsing oor die  kommerwekkende korrelasie tussen patogeen-oppervlakoordrag en pasiënt-infeksies voorgedra.

In ’n ander voordrag het Prof Joao Cabral van die departement van Chemiese Ingenieurswese by die Imperial College London gedemonstreer hoe hulle deur die natuur geïnspireer word om antimikrobiese oppervlaktes te ontwikkel: “Ons kyk na die nano- en mikrotopografie van insekte en plantoppervlaktes en hoe húlle dit regkry om hul kanse te vergroot om  dodelike bakterieë en fungi te beveg.”

Dr Aleksandra Cerbrat van SuSoS AG in Switserland het die vordering verduidelik in die ontwikkeling van ’n deklagie, gebaseer op nanosellulose, en wat aan verskillende oppervlaktes in ’n bus sal kleef, terwyl Dr Eugene Smit van die Stellenbosch Nanofibre Company hulle vordering gedeel het in die grootskaalse vervaardiging van antimikrobiese wondsorgprodukte met nanovesels.  

Leer by die natuur

Prof Rautenbach se navorsingsgroep by die US fokus op die struktuur van, en meganisme waarvolgens die antimikrobiese peptiede werk wat deur die grondbakterie Brevibacillus parabrevis geproduseer word. In die natuur het hierdie organismes baie verdedigingstrategieë teen mededingende bakterieë, fungi en parasiete ontwikkel. 

Oor die afgelope 80 jaar is die peptiede wat deur B. parabrevis geproduseer word, gebruik as ’n lokale antibiotikum sonder gedokumenteerde weerstandigheid. Rautenbach se groep het onlangs ontdek dat klein natuurlike siklodekapeptiede (SDPs) in die antimikrobiese peptiede styf teen mekaar en teen die meeste ander materiale soos hout, papier, katoen en plastiek kleef. 

“Hierdie siklodekapeptiede vorm klein taai nanoballetjies. Dit blyk dat hierdie nanoballetjies die aktiewe eenhede is wat enige bakterieë, fungi en virusse in hul nabye omgewing doodmaak.  Met ander woorde, hulle vorm vanself nanostrukture in die vesels van sellulosemateriale, en funksioneer sodoende met selfsteriliserende aktiwiteit,” verduidelik sy. 

In samewerking met wetenskaplikes van die Microbial Communities and Antimicrobials (MICA) navorsingsgroep by  KU Leuven, het hulle bevind dat hierdie peptiede effektief is teen die meeste ESKAPE-patogene, insluitend Escherichia coli en die funguspatogeen Candida albicans.

By KU Leuven het Dina El Jaramany, ‘n PhD-student wat aan die projek werk, gevind dat ’n ander groep verbindings, die 2 amino-imidasole (2-Ais), ook ’n breë spektrum van aktiwiteit teen ESKAPE-patogene in nanosellulose het. Onlangs het Simon Berge, ’n navorser in die BIOPEP-groep by die US, gevind dat die 2-AIs en SDPs sinergistiese oppervlak-antimikrobiese aktiwiteit toon wanneer dit in nanosellulose gekombineer word. 

Volgens Triple-A-Coat se webwerf, berus hul werk op natuur-geïnspireerde benaderings met minimale risiko vir die ontwikkeling van weerstandigheid, terwyl die veiligheidskwessies  wat met nanopartikels verbandhou, vermy word. In die finale stadium van die projek sal die deklagies wat die beste presteer, in ’n openbare bussimulasie-hokkie toets word wat by die KU Leuven opgerig sal word. Hierdie vier jaar lange projek sal na verwagting in Augustus 2026 ten einde loop.

•  Volg Triple-A-Coat se nuus  op X (https://twitter.com/i/flow/login?redirect_after_login=%2FTriple_A_COAT), LinkedIn (https://www.linkedin.com/showcase/triple-a-coat) and Facebook (https://m.facebook.com/100088378923945/).